Inmotive Ingear reinterpreta il cambio per auto elettriche

Le auto elettriche, hanno il cambio? Per le caratteristiche di erogazione della coppia dei motogeneratori elettrici, non è un'esigenza imprescindibile. Esistono molti modelli dotati, tuttavia, di una trasmissione a due rapporti, funzionale a ottimizzare l'efficienza del motore elettrico soprattutto alle velocità più elevate. 

Perlopiù si tratta di sistemi con un duplice rapporto di riduzione, composto da ingranaggi in presa diretta che trasmettono il moto dall'unità elettrica alla ruota. Come rendere il più efficiente e prestazionale possibile tale schema?

L'idea "semplice" è di Inmotive con la trasmissione Ingear. Iniziamo subito col dire dei benefici, anzitutto di autonomia di marcia, poiché si spreca meno energia della batteria in perdite generate da attriti tra gli ingranaggi di riduzione. Nel ciclo WLTP 3.0 il sistema varrebbe un miglioramento del 7,1% dell'autonomia di marcia. È anche una promessa di prestazioni superiori, ben il 28,1% in più sulla velocità di punta e un tempo del 10,3% migliore sull'accelerazione da 0 a 100 km/h.

Come funziona

Bene, questi sono i risultati vantati da Inmotive Ingear. Ma come funziona? Immaginate la trasmissione di una semplicissima bicicletta. Pedalate, la catena trasmette il moto al pignone posteriore e, di lì, alla ruota. Immaginate di avere due corone di diametro differente, numero di denti quindi, al posteriore, ai pedali il medesimo rapporto. Al variare della posizione della catena sugli ingranaggi posteriori, cambia lo sviluppo metrico.

Da questo principio, Ingear prevede la sostituzione del tradizionale ingranaggio di riduzione delle trasmissioni per sistemi elettrici esistenti, con un insieme composto da una catena un tendicatena e, sull'asse di trasmissione della coppia alla ruota, due differenti ingranaggi. Diversi perché con un rapporto di riduzione diverso, quindi il numero di "denti" e il diametro dell'ingranaggio medesimo. 

Quel che avviene, comandato dall'elettronica e in tempi di appena 19 millesimi di secondo per il cambio marcia, è la trasmissione della coppia erogata dal motore elettrico, mediante la catena, sull'ingranaggio più piccolo o grande, posto sull'albero di trasmissione della coppia alla ruota.

Un attuatore provvede a innestare e disinnestare il più grande tra gli ingranaggi, in modo da entrare in contatto o meno con la catena di trazione. La particolarità del sistema è la progressività, la scomposizione in più elementi dell'ingranaggio medesimo, così da richiedere forze di attuazione molto inferiori a tradizionali sistemi di cambi meccanici automatizzati. 

Trasmissione continua

Nel passaggio da un rapporto all'altro non vi è alcuna interruzione dell'erogazione della coppia grazie alla scomposizione dell'ingranaggio secondario in più sezioni.

Manca inoltre qualsiasi frizione, così non si genera alcun surriscaldamento né esigenza di raffreddamento che attingerebbe all'energia del pacco batterie. Il funzionamento è su cuscinetti a sfera anziché a rulli e non serve alcuna pompa ad alta pressione per guidare l'innesto/disinnesto del rapporto di trasmissione superiore. 

La connessione tra motore e ruota è continua e la catena lavora sempre sul medesimo asse, essendo l'ingranaggio a operare il movimento assiale.