ZF Friedrichshafen AG Ing. Paolo Gigante
MOTION AND MOBILITY
Sistemi di trazione elettrica ZF per autobus
urbani
Agenda
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Ponte a portale elettrico AVE130 Soluzione con motore centrale Generalità
Agenda
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Ponte a portale elettrico AVE130 Soluzione con motore centrale Generalità
Sistemi di trazione elettrica per autobus
Un trend di riferimento del Mercato Autobus 2020
Europa
Amsterdam, Parigi, Londra, Stoccarda, Amburgo, … hanno annunciato che indiranno gare solamente per veicoli elettrici per il prossimo futuro
Cina
L’acquisizione di autobus elettrici è già iniziata a livello nazionale
Le soluzioni tecniche non sono pienamente sviluppate dalla nostra concorrenza
Previsto incremento di Volume di mercato
Volume di mercato
80.000 veicoli nel 2022 a livello mondiale
Normativa
“Immagine Verde” +
“Purezza dell’Aria”
Interesse Economico La mobilità elettrica sarà sempre più presente nel mercato degli
autobus nei prossimi anni
Fattori che influiscono sulla mobilità
elettrica
Sistemi di trazione elettrica per autobus Approcci integrati di ZF
Strategia ZF per la Mobilità Elettrica
AVE130 o Sistema AVE 130
Unità motrice centrale o Sistema motore centrale
“inverter certificati ZF”
AVE 130
Unità motrice (drive)
Motore Elettrico Centrale
Unità motrice (drive)
“inverter certificati ZF”
Applicazioni
≥ 18 t
≥ 240 kW
SOP 2016
Progetti iniziati
Applicazioni
≥ 18 t
≥ 200 kW
+ +
+
+
Agenda
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Ponte a portale elettrico AVE130 Soluzione con motore centrale Generalità
Assale a portale elettrico AVE130 Come unità motrice elettrica
Propulsione esclusivamente elettrica
Riduzione delle emissioni (gas ad effetto serra, rumore)
Adatto per tutti i diversi tipi di alimentazione di energia elettrica
Notevoli risparmi di carburante dal recupero di energia frenante e, in caso di applicazione ibrida, dal ridimensionamento
Avviamento elettrico possibile in partenza dalla fermata in caso di applicazione ibrida
Motivi per un assale a trazione elettrica
dieselelettrica, linea a filo
batteria, linea a filo Ibrida: batteria
diesel- elettrica
Ibrida: celle a combustibile / batteria Batteria
Assale a portale elettrico AVE130
Compatibilità con assale a trazione convenzionale AV132
Confronto: Condizioni di installazione AVE 130 e AV 132
Le interfacce compatibili consentono l'utilizzo di:
– aste longitudinali ed a V standard – molle ad aria standard
– ammortizzatori standard – cerchi e pneumatici standard
Uso di:
– freno a disco identico
– cuscinetti dei mozzi identici
Design del pianale ribassato ulteriormente migliorato (ponte dell’assale più basso, nessun differenziale)
Stesso design per guida a sinistra e a destra
AVE 130 AV 132
Assale a portale elettrico AVE130
Possibili configurazioni con assali a portale ZF
La motivazione per motori elettrici integrati
AVE 130 con motori ruote Motore centrale
con AV 132
Vantaggi dell’AVE 130
Risparmio di almeno 200 kg di peso
Integrazione di motori elettrici internamente alla struttura di ciascun ponte
Nessun motore separato e supporto motore
Nessun albero di trasmissione Più spazio e zone libere
Integrando i motori elettrici nelle teste delle ruote
Permette
Design ottimizzato dello spazio interno
Batteria più potente e/o più capacità di carica
Miglior distribuzione del peso
+
Assale a portale elettrico AVE130 Ambito di applicazione del sistema
Modello di business previsto
Unità di controllo (HW & SW)
regolazione coppia
Assale AVE 130
Erogazione del servizio ZF
Inverter (HW & SW)
elenco degli inverter certificati da ZF
Fornitori di inverter
Controllo del veicolo (HCU)
strategia di funzionamento del veicolo gestione della batteria controllo ausiliario
e altri
OEM
Assale a portale elettrico AVE130 Applicazioni attualmente realizzate
Autobus urbani, più di 350 assali forniti – EvoBus / Germania
– Solaris / Polonia – Foton / Cina – Ankai / Cina
– Bozankaya / Turchia – Trolza / Russia
– …
Veicoli speciali, ad esempio applicazioni in aree aeroportuali
(disponibile prototipo di veicolo catering)
Veicoli per la raccolta dei rifiuti (discussione del progetto)
Assale a portale elettrico AVE130
Controllo prestazioni con piattaforma Openmatics
Applicazione AVE130 Performance Monitor
Assale a portale elettrico AVE130 Vantaggi principali
La centralina presa dalla produzione in serie (EST 54 da EcoLife)
Il sistema di trazione si armonizza perfettamente con:
– efficienza – comfort
– capacità di salita (19 t, 12 m autobus, min. 21 %) – velocità massima (80 km/h)
– protezione da sovraccarico
– caratteristica d’attrito ottimale del pedale dell’acceleratore (comodi avviamento, guida e recupero)
Facile integrazione del veicolo grazie ad un'interfaccia di comunicazione su base SAE J1939
Sistema di sicurezza con la massima disponibilità
(sistema SiL2, in conformità IEC 61508, intento a conformarsi a ISO26262)
Interfaccia con sistema Openmatics (monitoraggio on-line 24 ore / 7 giorni)
Sistema AVE 130
Video e documentazione
Ulteriore Documentazione:
https://www.zf.com/corporate/en_de/magazine/magazin_artikel_viewpage_22132904.html Video sistema AVE 130:
https://www.youtube.com/watch?v=RyQs4OfUQNA
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Ponte a portale elettrico AVE130 Soluzione con motore centrale Generalità
Mobilità Elettrica ZF
Progetto di Sviluppo VE55/EB19: Soluzione Motore Centrale
Descrizione del Prodotto
Motore elettrico ad alta velocità combinato con gruppo planetario
Gruppo planetario di derivazione dal cambio EcoLife
Il motore elettrico può essere una Macchina ad Induzione o PSM
Motore raffreddato ad acqua e cuscinetti lubrificati ad olio
Vantaggi
Pesa meno dei prodotti della concorrenza
Costa meno rispetto ai prodotti della concorrenza
Buona efficienza del sistema
Basso Consumo di Energia
Può essere combinato con pianale ribassato e assale diretto di serie
Funziona senza interruzione di coppia
Vantaggi per il Cliente
Stato
Lo studio concettuale è terminato
Il progetto prototipo di ingegneria avanzata è stato avviato
Sviluppo del concetto / serie programmati, progetto in TUGD
Gruppo di progetto principalmente lo stesso per tutti i sub-processi
Stretta comunicazione a ZFDS avviata per affrontare il mercato cinese
Stato:
Procedure operative standard possibili (SOP): 2018
Sviluppo avanzato Sviluppo concetto / serie
Mobilità Elettrica ZF
Progetto di Sviluppo VE55/EB19: Soluzione Motore Centrale
+ +
Albero cardanico
Inverter:
fino a 200 kW dipende dall’applicazione
Motore elettrico:
max.18 t 20 % pendenza
85 km/h
Assale & Ruote:
Buona efficienza, grande quantità a basso costo Pianale ribassato
Pianale ribassato o diretto
Nota: Velocità più elevate (ad es. 105 km/h per il mercato USA) possono essere raggiunte in combinazione con un rapporto al ponte più lungo
Mobilità Elettrica ZF
Progetto di Sviluppo VE55/EB19: Soluzione Motore Centrale
AVE 130
Pianale ribassato + due piccoli motori+ due inverter
240 kW
Assale con pianale ribassato + un motore + un inverter (vantaggio della riduzione
dei costi)
< 200 kW
Assale diretto (vantaggio della riduzione dei costi) + un motore + un inverter (vantaggio della riduzione dei costi) Drive centrale
+ pianale ribassato
Drive centrale + assale diretto
Mobilità Elettrica ZF
Progetto di Sviluppo VE55/EB19: Soluzione Motore Centrale
Sintesi:
Ci sarà una forte domanda di propulsori elettrici nel campo di 120
kW 200
La soluzione proposta per questa fascia di potenza è l’unità motrice centrale ad 1 velocità
Il gruppo planetario per 1 velocità deriva da EcoLife
L’unità motrice centrale ZF può essere combinata con assali ZF di autobus urbani e con assali diretti di altri partecipanti al mercato
la soluzione con unità motrice centrale ZF offre un potenziale a basso costo e a basso peso
I progetti di sviluppo sono stati avviati
Le procedure operative standard (SOP) sono pianificate per il 2018
