Come cambiano i freni delle auto

ANCORA TRADIZIONALI - I freni delle auto elettriche sono soggetti a sollecitazioni estreme: o riposano, grazie alla frenata rigenerativa, o sono chiamati al gravoso impegno delle frenate di emergenza. Questa particolarità ha suggerito ai costruttori di proporre dischi con un trattamento superficiale che impedisce loro di ossidarsi anche nel caso di inutilizzo prolungato, ma a livello d’impianto quello delle EV è piuttosto simile a quello delle auto con motore termico: quando si preme il pedale del freno, un liquido viene spinto tramite da una pompa all’interno dei tubi che raggiungono ciascuna pinza che, grazie alla forza generata, aziona la pinza stessa che “morde” il disco.

LA NUOVA FRONTIERA - Le cose sono destinate a cambiare perché si affacciano impianti frenanti pensati per le auto elettriche come il Brembo Sensify (qui per saperne di più ) o come il nuovo brake by wire proposto dalla ZF che rinuncia totalmente al fluido idraulico e concretizza l’idea di un veicolo il cui controllo è puramente elettrico. L’occasione per la presentazione del nuovo sistema frenante è stato il Next Generation Mobility Day a Shanghai, evento nel quale ZF ha svelato i freni ad azionamento puramente elettromeccanico. La forza che serra le pastiglie contro i dischi viene generata da motorini elettrici invece che da cilindri idraulici e in questo modo si riesce a fare a meno dell’impianto idraulico con relativi serbatoi, tubazioni e cilindro master azionato dal pedale. 

POTENZIALI GRANDI VANTAGGI - L’elenco dei vantaggi promessi da questa tecnologia è lungo, a partire da spazi di frenata da 100 km/h inferiori fino a 9 metri, rispetto ai sistemi frenanti convenzionali: un bel miglioramento considerato che le distanze di arresto attuali sono di circa 40 metri a quella velocità. Questo miglioramento, dovuto in gran parte alla maggiore velocità d’intervento, è benvenuto anche in vista dei veicoli a guida autonoma e promette un funzionamento più preciso di ABS e ESP. L’abbinamento con i veicoli elettrici dovrebbe essere ben riuscito, dato che si dichiara un miglior recupero dell'energia che può aggiungere fino al 17% di autonomia rispetto ai freni convenzionali. A questo si associa un “ritorno” perfetto delle pastiglie alla posizione di riposo, cosa che elimina gli attriti parassiti contribuendo alla riduzione dei consumi e delle emissioni di particolato di materiale frenate di tutti i veicoli, convenzionali ed elettrici. L’eliminazione del fluido dell’impianto frenante promette di eliminare un effetto che ha del paradossale: la frenata rigenerativa delle auto elettriche/ibride riduce molto l’usura di dischi, tamburi e materiale d’attrito ma accorcia la vita del liquido perché, riscaldandosi poco, assorbe umidità senza mai riuscire a liberarsene.

ASSEMBLAGGIO SEMPLIFICATO - La rinuncia all'impianto idraulico implica costi di montaggio e logistica molto inferiori anche durante la produzione del veicolo, poiché il sistema è composto da meno parti. Nell’arco della vita utile del veicolo il proprietario non dovrà mai sostituire il liquido dei freni (anche l’ambiente ringrazia perché esso non andrà smaltito) né spurgare l'impianto o eliminare eventuali perdite: se tutto va bene si dovranno solo sostituire le pastiglie ma a intervalli molto distanziati nel caso il veicolo usi il recupero d’energia in frenata. Il feeling al pedale, importante per dosare l’azione frenante, sarà assicurato da un attuatore dedicato perché non esiste più un collegamento fisico tra il pedale del freno e le pinze: la ZF assicura che la sensazione è la stessa di quella di un classico freno idraulico. Il capitolo affidabilità e sicurezza nell'elaborazione dei dati, nella trasmissione dei segnali alle pinze e dell'approvvigionamento energetico al sistema, compresi i motori elettrici che attuano la frenata, è garantita dalla duplicazione di tutti i collegamenti e sistemi secondo schemi consolidati per esempio nei sistemi by-wire usati negli aerei.