Avete mai pensato a quanto sforzo richieda produrre un pezzo in gomma, ad esempio uno pneumatico da strada, che abbia una durata conforme alle vostre attese / necessità?

La durata di un prodotto, la cosiddetta  durabilità, dipende da un insieme di decisioni prese durante tutto il percorso di progettazione e produzione del prodotto: dalla composizione chimica del materiale, al design del pezzo al metodo di produzione.

Un riduttore meccanico è una cosiddetta macchina rotante. Questo fa si che nel tempo le sue caratteristiche fisiche varino continuamente in dipendenza dalla configurazione meccanica assunta. I vari componenti ruotano a velocità generalmente differenti, con baricentri fuori asse che generano delle eccitanti armoniche corrispondenti.

Gli alberi possono avere dissimmetrie geometriche che si riflettono in rigidezze non assialsimmetriche che danno origine a componenti armoniche note. Gli ingranaggi durante il loro funzionamento generano eccitanti complesse a volte difficili da prevedere, in modo particolare quando siano presenti disallineamenti degli alberi e errori di lavorazione dei denti degli ingranaggi. Anche i cuscinetti impiegati nella trasmissione possono dare origine a componenti di disturbo nella trasmissione, anche se in genere di minore entità di quanto appena indicato (a meno che non diano luogo a disallineamenti importanti).

Negli ultimi 20 anni, c'è stata una crescita significativa nella tipologia di trasmissioni automotive e della loro complessità: cambio manuale, automatico convenzionale, doppia frizione, manuale automatizzato, a variazione continua, ecc.

Oltre a questo, la maggior parte dei produttori sta ora sviluppando contemporaneamente veicoli con propulsori endotermici convenzionali, ibridi e completamente elettrici con l’ineluttabile necessità di architetture di trasmissione diverse.

In questo articolo vedremo le nuove sfide che i produttori di sistemi di trasmissioni devono affrontare per rispondere alle nuove esigenze del mercato.

L’utilizzo di motori elettrici in sostituzione dei convenzionali motori a combustione è una tendenza in atto principalmente nel settore automotive, ma coinvolge in realtà tutti i mezzi di trasporto ed industriali, dalla bicicletta all’elicottero, fino ai trattori e le macchine per movimento terra. I motori elettrici montati su questi mezzi devono necessariamente essere compatti e leggeri, ma al tempo stesso devono essere in grado di erogare un’elevata potenza.

Le performance delle batterie al litio (Li-Ion e Li-Po) sono strettamente legate alla temperatura di funzionamento: soprattutto quelle per applicazioni Automotive, spesso alloggiate in vani inaccessibili all'interno dell'autotelaio, alle quali è richiesta la massima efficienza in tutto il ciclo di funzionamento: ricarica e scarica.

Il range di temperature, ottimale, entro il quale fare funzionare questi accumulatori di energia è da 15°C ai 30°C:  sono consentite anche temperature comprese fra i -40°C e i 60 °C. Tuttavia, maggiore è la temperatura di lavoro della cella, maggiore è il suo rate di invecchiamento.

Ma non basta. Anche la differenza di temperatura tra le singole celle ne influenza performance e durata. Infatti, in un pacco di batterie il ΔT tra celle non dovrebbe superare i 4 °C, con uno scostamento massimo di 6-8 °C.

In questo articolo è descritto l’approccio, tipicamente utilizzato dai progettisti di accumulatori, per dimensionare correttamente un pacco batterie attraverso la simulazione CAE.

Recentemente Samsung ha annunciato di aver trovato il modo per produrre batterie affidabili, tecnicamente “accumulatori di energia”, allo stato solido. Questa nuova tecnologia consentirebbe di superare i limiti degli equivalenti basati sul Litio (Li-Ion | Li-Po) ovvero di aumentarne la densità di potenza che in termini di resa energetica per l’automotive si tradurrebbe in mediamente 800 km di autonomia… Un enorme passo avanti considerando gli indicativi 400-450 km raggiunti sinora da alcuni veicoli-test efficienti e con un buon numero di accumulatori a bordo.

La mobilità delle merci e delle persone si sta sempre più evolvendo verso l’elettrificazione e questo trend si registra anche nel mercato dell’automobile convenzionale: tradizionalmente conservativa e molto più lento a reagire rispetto ad altri.