ZF: una “supercarica” per il futuro elettrico grazie ad Architetture Scalabili e a un Software Intelligente

• ZF ha sviluppato un’architettura scalabile e modulare per gli inverter di trasmissioni elettriche che consente agli OEM la massima flessibilità: dai 400 V agli 800 V, dal Silicio al Carburo di Silicio

• Combina un modello avanzato di inverter con algoritmi software molto intelligenti

• Sfrutta la profonda competenza di ZF nelle trasmissioni elettriche per migliorare l’efficienza, la potenza di picco e accorcia i tempi di sviluppo

L’inverter è il cervello delle trasmissioni elettriche. Gestisce il flusso di energia dalla batteria al motore elettrico e viceversa. Gli inverter sono diventati più efficienti e complessi a ogni sviluppo. La prossima evoluzione è rappresentata dalla combinazione di modelli di inverter, semiconduttori di potenza di nuova generazione e algoritmi software molto intelligenti.

“La combinazione di maggiori scalabilità e modularità con efficienza, potenza di picco e accessibilità migliorate dei motori elettrici rappresenta la chiave di successo nel settore dell’elettromobilità,“ afferma Stephan von Schuckmann, member of the ZF Board of Management and responsible for the Electrified Powertrain Technology division. “L’inverter è anche dove i cicli di sviluppo del settore software e dell’innovazione nei semiconduttori incontrano l’hardware automotive e la capacità nell’integrazione. È qui dove la differenziazione futura avrà luogo.”

Architettura modulare e scalabile dell’inverter

ZF ha sviluppato un’architettura per l’inverter molto scalabile e modulare che consente agli OEM la massima flessibilità sia nelle classi di tensione di 400 V sia di 800 V.

La piattaforma modulare dell’inverter non dipende da semiconduttori prefissati ed è progettata per supportare i costruttori di veicoli nella transizione dal Silicio al Carburo di Silicio, preparandoli anche alle tendenze future nei semiconduttori.

Innovazione ZF nei semiconduttori e nel software

Da anni ZF lavora per la transizione verso tecnologie alternative per il powertrain e ha acquisito una profonda conoscenza dei meccanismi interni delle trasmissioni elettriche, dalla progettazione olistica dei sistemi di trasmissione all’ottimizzazione del software, associate alle nuove generazioni di semiconduttori di potenza.

L’efficienza e la potenza di picco di un inverter non sono solo definite dalle proprietà dei semiconduttori di potenza, ma in modo significativo anche dal software. L’allineamento della tecnologia dell’inverter con il software di comando è cruciale e può essere ottenuto da diversi cicli di feedback nei quali l’hardware dell’inverter fornisce al software un flusso di informazioni (corrente, temperatura, tensione del circuito intermedio, ecc.) che viene utilizzato per ottimizzare in tempo reale gli schemi di impulsi e le strategie di commutazione, al fine di migliorare l’efficienza e la potenza di picco. Soprattutto per i sistemi basati sul Carburo di Silicio, ZF ha trovato una soluzione che ottimizza il legame tra le condizioni limite dei semiconduttori di potenza e il software di comando, al fine di ottenere il pieno potenziale dalla configurazione dei semiconduttori.

Come evidenziato in precedenza, l’inverter contiene il cervello che comanda l’intera trasmissione elettrica. Come accade nel corpo umano, è possibile allenare i muscoli e il cervello a reagire in modo più efficiente del normale, ad esempio negli sport o quando si fa musica. Lo stesso fa l’inverter: fa in modo che la trasmissione elettrica lavori nel modo più esperto e veloce possibile.

La scheda di comando all’interno dell’inverter ospita il suo software – dove la richiesta di potenza dei veicoli viene tradotta nei vari segnali digitali di comando per la scheda driver che pilota i semiconduttori di potenza. Rappresenta uno dei componenti chiave di un inverter, poiché la tecnologia del gate drive è responsabile delle funzioni di sicurezza, delle prestazioni, dell’efficienza e dell’autonomia totale del veicolo elettrico che possono essere ricavate dai semiconduttori di potenza.

La nostra nuova generazione di inverter porta queste funzionalità ottimizzate hardware e software ai nostri clienti, per realizzare tempi di accensione più veloci per i semiconduttori di potenza, una migliore protezione dai cortocircuiti e molto altro ancora. ZF possiede notevoli competenze in quest’area, costruite sia in modo autonomo sia grazie a partner affidabili quali WOLFSPEED.

Al di là di un approccio molto scalabile in termini di tensioni e semiconduttori, un uso intelligente del software e i miglioramenti nei semiconduttori per gli inverter rappresentano gli elementi fondamentali per la realizzazione del “Modular eDrive Kit” di ZF, che può ridurre fino al 50% i tempi di sviluppo per le nuove trasmissioni elettriche. Questa anteprima mondiale raggruppa in una piattaforma flessibile e modulare l’intera competenza del team di mobilità elettrica di ZF nelle soluzioni di sistema, i componenti e i comandi software.

Esperti nel cammino verso l’elettrificazione

“Mentre l’industria si muove rapidamente verso un futuro elettrificato e l’obiettivo di emissioni zero per il miglioramento dell’ambiente, ZF ha le competenze e possiede software proprietario e funzionalità per il gate drive per accelerare la trasformazione. Partendo dalla protezione più veloce e sicura contro i cortocircuiti, arrivando a gate driver che rendono più prestazionali i semiconduttori di potenza, ZF è in un’ottima posizione per soddisfare le necessità del settore e della società,” enfatizza von Schuckmann.

Queste innovazioni per gli inverter sono già in preparazione per la prossima generazione di trasmissioni elettriche, pronte per la produzione nel 2025.