Frenata rigenerativa e freni convenzionali

Anche se nelle auto elettriche la frenata rigenerativa porta vantaggi in termini di risparmio di carburante e di energia, essa può comportare alcuni problemi al sistema frenante (alle pastiglie dei freni e ai dischi). Vediamo quali e come risolverli…

Frenata rigenerativa e pastiglie dei freni – Sebbene sia insolito nei tempi moderni che un’automobile cambi le abitudini delle persone, la diffusione della frenata rigenerativa che i veicoli ibridi ed elettrici hanno introdotto negli ultimi 20 anni ha portato molti proprietari ad adottare tecniche eco nella loro guida quotidiana. Mentre l’industria automobilistica si adopera per migliorare la situazione, i primi veicoli elettrici puri (EV) hanno introdotto l’ansia da autonomia, il che significa che i proprietari di queste vecchie auto (con batterie da pochi kWh) usavano ancora di più la frenata rigenerativa, per conservare la preziosa elettricità tra una carica e l’altra.

La frenata rigenerativa e le sfide per i conducenti dei veicoli elettrici

Nonostante sia immensamente complesso o straordinariamente semplice, a seconda di quanto bene si ricordino le lezioni di fisica a scuola, la frenata rigenerativa utilizza il motore elettrico dell’auto che alimenta le ruote “al contrario” per generare corrente. Invece di guidare le ruote della strada, il motore stesso agisce come un generatore dopo che il conducente rilascia il pedale dell’acceleratore.

Su alcune auto (come l’ultima Nissan LEAF con il suo e-pedal), l’intensità della frenata rigenerativa può essere selezionata dal conducente, con impostazioni massime che portano a una decelerazione sorprendentemente rapida. Su alcuni veicoli, questo può essere abbastanza aggressivo da attivare le luci degli stop, anche se il conducente non tocca il pedale del freno. Ovviamente, i tassi di frenata rigenerativa su alcune auto sono legati alla pressione applicata al pedale del freno, che può influenzare sia il sistema frenante rigenerativo che quello a frizione.

L’energia elettrica recuperata è fornita dal motore/generatore, attraverso un circuito di controllo elettrico, e finisce di nuovo in batteria. Questa energia “catturata” può essere usata per guidare le ruote di nuovo, quando è necessaria l’accelerazione.

Tuttavia, per alcuni ibridi che dispongono di frenata rigenerativa, c’è un prezzo da pagare. Poiché la richiesta di immagazzinare e rilasciare energia è breve ma intensa, una batteria convenzionale da 12 volt al piombo è inadeguata, perché si surriscalderebbe e fallirebbe rapidamente. Pertanto, la vostra auto potrebbe essere dotata di una batteria AGM (Advanced Glass Mat) che è progettata per tollerare queste condizioni, pur mantenendo una durata di vita decente. Le batterie EFB (Enhanced Flooded Batteries) sono montate su auto micro-ibride che non dispongono di frenata rigenerativa ma vantano altre tecnologie di risparmio di carburante, come lo start-stop.

Le batterie AGM e EFB da 12 volt (in misura minore) sono molto più costose da sostituire rispetto ai tipi convenzionali che potresti aver provato in passato. Non siate mai tentati di sostituire una AGM a una EFB con una batteria convenzionale più economica, perché alla lunga è antieconomico. Non solo il vostro sistema elettrico ne risentirà, con il sistema start-stop che cesserà di funzionare, ma anche il sistema di frenata rigenerativa rovinerà la batteria sostitutiva molto rapidamente. Non lesinate nemmeno sulle procedure di sostituzione: le nuove batterie devono essere adatte al veicolo in modo da essere ricaricate correttamente.

Freni convenzionali e corrosione

A parte il sistema di frenata rigenerativa, che si basa sul sistema elettrico dell’auto per funzionare, i freni dei veicoli ibridi ed EV sono interamente convenzionali. Proprio come i freni a disco e i freni a tamburo montati su qualsiasi altra auto, essi trasformano l’energia di movimento in calore. Grazie al sistema di frenata rigenerativa, il tipico guidatore di un ibrido (e specialmente di un EV) tende a usare i suoi freni molto meno frequentemente. Mentre si potrebbe pensare che la durata dei componenti del sistema frenante potrebbe essere indefinita come risultato, la mancanza di uso a velocità più elevate introduce un problema significativo… Poiché la maggior parte delle parti dell’impianto frenante sono fatte di acciaio o di ghisa, i tecnici hanno notato che gli EV soffrono di freni arrugginiti più spesso non solo per mancanza d’uso, ma anche perché non viene generato abbastanza calore per far evaporare l’umidità presente. Questo non è un effetto inaspettato. Il New Wheel Concept di Continental, per esempio, è stato sviluppato come sistema frenante EV in-wheel (un cerchione composto da diversi componenti in alluminio per affrontare i problemi di corrosione), ma finora non è stato adottato in una EV in produzione.

Se sospettate che i vostri freni siano corrosi, fate attenzione ai cigolii o a strani suoni che persistono dopo diverse applicazioni dei freni a velocità più elevate. Andate sul sicuro e chiedete consiglio. I freni gravemente arrugginiti hanno l’abitudine di legarsi/incollarsi/bloccarsi, specialmente quando si riscaldano, quindi siate sospettosi se la vostra auto vi sembra meno libera del solito, o se notate del fumo e un odore acre di bruciato emanato da una ruota. Guidare con i freni surriscaldati può essere estremamente pericoloso. Confrontare le temperature delle ruote è un indizio; se una di esse è sensibilmente più calda rispetto alle altre, aspettatevi che il freno corrispondente non si stia funzionando a dovere. Non toccate mai le parti dei freni all’interno della ruota dopo una guida, o potreste rimediare una grave ustione. Se sospettate che una qualsiasi parte del sistema frenante sia difettosa, portate immediatamente l’auto in un’officina o fatela ritirare.

Dato che i veicoli elettrici richiedono meno manutenzione sia delle auto a motore convenzionale che degli ibridi in generale, è facile dimenticare di cambiare il liquido dei freni, intervento che tende ad essere raccomandato ogni due anni. Anche se dovrebbe essere nel programma di manutenzione di un EV, può comunque essere “trascurato”. Questo fluido assorbe naturalmente l’umidità dall’atmosfera, il che favorisce la corrosione anche all’interno del sistema frenante. Il liquido dei freni contaminato riduce anche la capacità dell’impianto frenante, con il rischio di un guasto. Pertanto, non trascurate l’intervallo di cambio raccomandato, anche se il vostro chilometraggio annuale è relativamente basso.

Parti dei freni per i veicoli elettrici puri

Un grande vantaggio dei veicoli elettrici, e degli ibridi che possono essere guidati per una distanza moderata con la sola energia elettrica, è la loro caratteristica di guida potente, silenziosa e tranquilla. Mentre ci sono state preoccupazioni per la sicurezza, con produttori e legislatori che hanno reagito con effetti sonori artificiali per la sicurezza dei pedoni, il rumore dei freni è più ovvio, perché tende ad essere mascherato dal suono di fondo di un motore a combustione.

Mentre i suoni indesiderati potrebbero essere causati da pastiglie e dischi dei freni usurati/corrosi, non siete limitati solo alle componenti di marca del rivenditore. Un certo numero di aziende di qualità di freni aftermarket ha in stock pastiglie e dischi per freni per ibridi/EV nei loro cataloghi, come Bosch Automotive Aftermarket, Federal-Mogul (Ferodo), Comline, Delphi, Meyle e altri, tutti conformi agli standard di sicurezza europei R90 per pastiglie dei freni e dischi.

Per le ragioni discusse in precedenza, la corrosione sulle superfici di attrito dei freni aumenta il rumore dei freni e i potenziali fattori di disagio. Poiché sempre più EV entrano nelle officine indipendenti per i lavori di manutenzione, le lamentele dei clienti su questi problemi hanno comportato l’adozione di misure ad hoc. Sfidando la riduzione del rumore dei freni EV in particolare, TRW Aftermarket, il rinomato produttore di prodotti per il sistema frenante, ha lanciato Electric Blue, una nuova pastiglia per freni progettata esclusivamente per gli EV. Mentre la composizione dei composti di attrito è immensamente complessa, uno degli obiettivi di Electric Blue è quello di ridurre il rumore e le vibrazioni che sono evidenziati dagli occupanti di una EV. Queste proprietà sono aiutate da accessori rivestiti in gomma che vengono installati quando viene montata la nuova pastiglia per freni. Tuttavia, un’ulteriore sfida ambientale per l’intera industria dei freni è quella di ridurre le emissioni che hanno origine dalle pastiglie dei freni, ma anche su questo l’azienda ha affermato che la sua soluzione è stata progettata per produrre meno polvere di prima.

Conclusione

Mentre la frenata rigenerativa porta un risparmio di carburante e di energia, i freni a frizione soffrono per il sottoutilizzo. Pertanto, considerate che i vostri freni richiedono un’attenzione più frequente; fateli ispezionare da un tecnico competente ad ogni tagliando. In alternativa, se sentite dei rumori, rilevate una diminuzione della capacità di frenata o notate l’accensione della spia di usura delle pastiglie dei freni, andate sul sicuro e visitate immediatamente un’officina. Prevenire è meglio che curare e un “esercizio” periodico dei freni è una buona idea durante la guida. Questo può significare selezionare (se possibile) una modalità di rigenerazione bassa e usare i freni a frizione per rallentare, specialmente in condizioni di bagnato. Questo non solo manterrà l’umidità lontana dalle pastiglie e dai dischi, in modo che sia disponibile una potenza frenante ottimale in caso di emergenza; ma anche il calore risultante aiuterà a ridurre la possibilità che la corrosione arrugginisca prematuramente i vostri freni.