Componenti automotive elettrificati: gli esempi Landi, Wolf Oil e NRF

L’industria automobilistica sta attraversando un periodo di profonda trasformazione, guidata dall’elettrificazione della mobilità, dalle stringenti normative sulle emissioni e dall’ambizioso pacchetto di misure dell’Unione Europea noto come “Fit for 55”. In questo scenario, la capacità di evolversi dei produttori di componentistica automotive è quantomai prioritaria poiché l’occupazione in Italia dipenderà anche dalla capacità di “elettrificare” la produzione, secondo uno studio dell’Università Ca’Foscari di Venezia.

Trasformare la produzione da componenti ICE a componenti EV richiede, per alcune aziende, un significativo ripensamento dei processi produttivi, investimenti in nuove tecnologie e competenze, che nel caso di BorgWarner produrrà il 50% dei profitti già entro il 2027.

Ma cosa significa per produttori e fornitori OE adeguarsi alla crescente elettrificazione? Lo abbiamo chiesto a tre importanti aziende della filiera automotive che fanno parte di ANFIA: NRF, Wolf Oil Corporation e Landi Renzo spa.

Hanno risposto alle nostre domande:

• Ben Meek – eMobility Director di NRF, multinazionale specializzata in sistemi di raffreddamento, che ha ampliato la propria gamma di prodotti per abbracciare la mobilità elettrica;
• Davide Sassetti – Country Manager Italy Wolf Oil Corporation, che ha sviluppato un gamma di fluidi specifici per auto elettrificate;
• Alessandro Lanari – Marketing Director Landi Renzo spa, azienda specializzata negli impianti GPL che ha omologato un impianto Trifuel elettrico/benzina/GPL per auto Plug-in.

LA STRATEGIA E-MOBILITY NRF PER ELETTRIFICARE L’AFTERMARKET

Come si differenzia la gestione termica in un’auto ibrida o elettrica rispetto a una tradizionale a combustione interna?

Ben Meek: “I veicoli elettrici e ibridi richiedono sistemi di gestione termica più complessi durante il funzionamento. Per il motore a combustione c’è il circuito di raffreddamento del propulsore, poi è stato sviluppato il circuito dell’aria condizionata per i passeggeri, ora con l’aggiunta di un azionamento elettrico abbiamo bisogno di un circuito di condizionamento termico per la batteria e l’elettronica di potenza, quindi abbiamo un minimo di 3 loop su veicoli elettrici e 4 circuiti di raffreddamento con i veicoli ibridi e una propensione per sistemi più complessi in futuro per ottimizzare l’efficienza e massimizzare l’autonomia del veicolo. L’altro grande cambiamento è che il riscaldamento della batteria e dell’abitacolo diventa più importante del raffreddamento sui veicoli elettrificati, specialmente nei climi più freddi! Ciò porterà nuove tecnologie e componenti all’aftermarket nei prossimi anni”.

In che misura l’elettrificazione ha impattato sulla produzione di componenti vitali per il motore ICE azionati prima tramite cinghie di trascinamento e ora con motori elettrici?

B. M.: “Al momento non vediamo alcuna differenza nella disponibilità di componenti azionati meccanicamente sul mercato e non prevediamo che cambi a medio termine poiché i motori a combustione rimarranno in circolazione per molti anni a venire e avranno bisogno di riparazione. Sui nuovi veicoli stiamo assistendo al passaggio da componenti azionati meccanicamente come le pompe, a componenti azionati elettricamente, in effetti questo è in corso da tempo da quando i sistemi stop-start sono stati introdotti con la direttiva Euro 5.

Questa mossa era pensata inizialmente per ridurre le emissioni del veicolo riducendo i carichi meccanici non essenziali sul motore, ma con la piena elettrificazione diventa una necessità e la norma. In NRF ci stiamo preparando all’aumento della domanda di componenti di gestione termica elettrificati, ad esempio abbiamo già alcuni compressori elettrici e pompe dell’acqua e-drive nella nostra gamma e stiamo lavorando duramente per aumentare la gamma di parti che possiamo offrire all’aftermarket indipendente”.

Sino a quando prevedete una crescita esponenziale di alcune famiglie di prodotti per l’aftermarket?

B. M.: “Noi di NRF ci concentriamo sull’aumento della nostra offerta di prodotti per soddisfare le esigenze del mercato, i massimi volumi di produzione automobilistica osservati nel 2018 probabilmente non si vedranno più fino alla seconda metà dell’attuale decennio, ma per via dell’aumento dei costi e al passaggio delle Case auto all’elettrico, gli automobilisti tradizionali stanno scegliendo di far funzionare più a lungo i loro attuali veicoli con motore a combustione, il che a sua volta sta aumentando la domanda di ricambi nell’aftermarket e completando la crescita che crediamo sarà sostenuta per alcuni anni. Questo a sua volta ci spinge a continuare ad aumentare le famiglie di prodotti nella nostra gamma per propulsori a combustione interna”.

State lavorando anche sull’ottimizzazione dell’autonomia dei veicoli elettrici tramite Thermal Management su misura per le Case auto?

B. M.: “Al momento abbiamo 2 auto elettriche dimostrative, entrambe di Tesla, poiché sono rappresentative di come sta cambiando il parco circolante; ci consentono di mostrare i cambiamenti tecnologici nella gestione termica e aiutare a educare il mercato. Prevediamo che il mercato diventerà più competitivo con più marchi/modelli, sia europei che cinesi, che si rivolgeranno all’aftermarket nei prossimi anni e la nostra offerta si svilupperà per adeguarsi a questo trend”.

Pensate che il ban alle auto nuove ICE dal 2035 potrà avere un impatto sul vostro business? O sarà controbilanciato dalle famiglie di componenti elettrificati e per auto EV?

B. M.: “In NRF vediamo il passaggio alla e-Mobility come un’opportunità per la nostra attività, principalmente in Europa al momento. Ecco perché abbiamo creato la nostra nuova sede NRF e-Mobility presso l’Automotive Campus a Helmond (Olanda) e abbiamo pianificato di espandere non solo la gamma di prodotti che offriamo, ma anche i servizi di formazione e supporto che possiamo offrire ai nostri clienti. In questo modo si rafforza anche la diversità della nostra attività poiché restare fermi ci lascerebbe soggetti alle conseguenze del divieto di nuove auto ICE in Europa nel 2035. La realtà è però che le auto ICE rimarranno il principale generatore di entrate per NRF e l’aftermarket in tutto il mondo fino al 2035 e saranno significativi anche oltre! Quindi, per riassumere, consideriamo queste gamme di prodotti EV come complementari per il prossimo futuro”.

Quali sono i piani di NRF per continuare a svilupparsi nel mercato della gestione termica sui veicoli ibridi ed elettrici?

B. M.: “NRF è da tempo uno dei principali fornitori di sistemi termici e di raffreddamento nell’aftermarket, riconosciamo che occuparsi della gestione termica sui veicoli ibridi ed elettrici non è semplice per l’aftermarket e le officine indipendenti, quindi ci siamo concentrati e continueremo a concentrare molta della nostra attenzione nel connetterci con il mercato e mostrare ciò che è possibile in questo settore, aiutando gli operatori a superare la paura di lavorare su veicoli ibridi ed elettrici. A tal fine stiamo lavorando per sviluppare la nostra offerta su 3 pilastri: ricambi, know-how e formazione. Inizieremo ad annunciare ulteriori sviluppi nella seconda metà dell’anno per quanto riguarda l’offerta NRF e-Mobility”.

I FLUIDI SPECIFICI PER AUTO ELETTRIFICATE DI WOLF OIL

Perché i veicoli ibridi ed elettrici richiedono fluidi specifici, come olio motore e liquido trasmissione o liquido di raffreddamento per la batteria?

Davide Sassetti: “Nel caso dei motori ibridi occorre sviluppare prodotti specifici a seconda se i liquidi sono a contatto con il motore elettrico oppure con il motore termico e devono avere delle caratteristiche specifiche perché, a differenza dei motori completamente termici, per questa tipologia di motori si utilizzano viscosità estremamente basse – nell’ordine dello 0W20 a scendere fino allo 0W8 per i motori di ultimissima generazione -. Nel caso delle auto completamente elettriche occorrono dei liquidi specifici perché a contatto con metalli diversi che non devono creare ruggini e/o cariche elettrostatiche che andrebbero ad inficiare il corretto funzionamento dell’unità motrice elettrica”.

Cosa cambia tra lubrificanti motore per auto ICE e quelli per auto elettrificate o Plug-in? In che modo sono stati ottimizzati per le differenti condizioni di lavoro?

D. S.: “La caratteristica principale che varia rispetto ai motori ICE a combustione interna nelle elettrificate plug-in, essendo presenti motori di cilindrata inferiore con caratteristiche prestazionali molto importanti, dalle Case auto viene richiesta una bassissima viscosità al fine di ridurre i consumi e quindi l’impatto in termini di CO₂ e soprattutto devono prevenire l’LSPI (Low speed pre ignition) che è un fenomeno che caratterizza i motori delle auto ibride plug-in”.

Quali sono i vantaggi offerti dagli olii motore specifici per veicoli ibridi e Plug-in in termini di efficienza del carburante e di riduzione delle emissioni?

D. S.: “In termini di riduzioni di consumi e quindi di impatto sull’immissione di CO₂ nell’atmosfera si può quantificare a seconda dello stile di guida del conducente da un -2% ad un -4% che moltiplicato per milioni di veicoli sono numeri importanti. A livello di efficienza una delle caratteristiche principali di questi lubrificanti, oltre a quelle descritte in precedenza, è quella di “pulire” gli organi meccanici del motore facendo sì che siano sempre alla massima efficienza per assicurare al motore la sua migliore performance in qualsiasi condizione di funzionamento.

I fluidi ed i lubrificanti devono tenere conto delle diverse condizioni operative nelle trasmissioni ibride/EV. Ad esempio, i profili di temperatura della trasmissione differiscono dal tradizionale funzionamento nel veicolo con motore a combustione interna (ICE), con picchi di temperatura localizzati che si verificano quando c’è un grande assorbimento di corrente improvviso sul motore elettrico. La viscosità dinamica, la densità, il calore specifico e la stabilità termica e ossidativa dei fluidi sono caratteristiche sempre più importanti per questi motivi”.

Perché per le auto elettriche è necessario utilizzare liquidi di raffreddamento specifici come Wolf Electrum Coolant? Cosa cambia rispetto ai liquidi di raffreddamento per auto tradizionali?

D. S.: “I motivi principali sono principalmente 3:

• Interattività elettrica. In un numero crescente di nuovi progetti, il motore elettrico e l’elettronica possono entrare in contatto con i liquidi e, in alcuni casi, possono anche essere immersi nello stesso. Molti motori elettrici funzionano a temperature più elevate e tensioni più elevate.
• Nuovi materiali. I veicoli elettrificati incorporano una grande quantità di rame ed elettronica di potenza nei loro progetti, insieme a nuovi materiali plastici utilizzati per l’isolamento o per sostituire i tradizionali materiali metallici per l’alleggerimento. Alcuni di questi materiali non hanno fatto parte dell’architettura di trasmissione tradizionale. Per i fluidi, ciò significa nuove considerazioni sulla compatibilità chimica al fine di prevenire problemi come la corrosione o il degrado del materiale.
• Temperature diverse: i liquidi devono oggi lavorare a temperature diverse rispetto ad altre applicazioni”.

Con una sempre maggiore diffusione di veicoli elettrificati, come cambierà la quota % di prodotti tra ICE- BEV secondo le vostre previsioni? Ci saranno meno vendite ma maggiori margini per liquidi sempre più evoluti, ad esempio per il raffreddamento di batterie-Inverter nelle auto elettriche?

D. S.: “Nelle nostre previsioni l’impatto di queste autovetture sarà sempre maggiore nel futuro ma prevedere in termini percentuali un impatto reale è impossibile perché le variabili in gioco sono molteplici. Uno dei problemi principali riguarda le infrastrutture e gli investimenti che verranno effettuati per produrre maggiore energia perché è qui che si deciderà se questa tecnologia potrà essere realmente implementata o meno. Allo stato attuale manca sia l’infrastruttura necessaria a sostenere un numero di vetture sempre crescente, ma soprattutto non è disponibile energia sufficiente a coprire il fabbisogno dell’industria/uso privato e ricarica dei mezzi. In questo contesto pensiamo che il mercato dell’autoriparazione rimarrà invariato in termini numerici per almeno i prossimi vent’anni”.

Quali sono le prospettive future per i lubrificanti per veicoli ibridi e in che modo Wolf Oil intende continuare a evolversi in questo settore?

“Attualmente grazie alla collaborazione in diversi campionati di livello mondiale, ad esempio il mondiale WRC che oggi vede competere auto ibride plug-in, siamo in grado di sviluppare le tecnologie. Uno dei nostri maggiori impegni è quello di trovare nuove tecnologie per la mobilita del futuro ed in quest’ottica siamo confidenti che in termini di volumi e business complessivo continueremo a crescere e ad investire in questo settore”.

L’IMPIANTO GPL TRIFUEL PER AUTO PLUG-IN DI LANDI RENZO

Come avviene la conversione e quali cambiamenti di prestazioni comporta? Ci sono vantaggi nella conversione di un’auto ibrida in “Trifuel”, ad esempio riguardo alle prestazioni?

Alessandro Lanari: “Per essere trasformata in Trifuel (Benzina/GPL/Elettrico) la vettura di partenza deve essere Plug-in, pertanto, il mercato target per questa specifica applicazione sono le vetture PHEV immatricolate o di prossima immatricolazione. Il processo di installazione è paragonabile a quello necessario per le normali vetture, salvo il tema della sicurezza in quanto siamo in presenza di batterie agli ioni di litio ad alto voltaggio. Per operare su tali veicoli è quindi richiesta l’abilitazione PES-PAV-PEI.

Le caratteristiche di un’auto Plug-in Trifuel restano sostanzialmente invariate, salvo la presenza di un circuito di alimentazione dedicato per il GPL e la presenza a volte impercettibile del serbatoio aggiuntivo. I vantaggi sono nell’aumento dell’autonomia, nel prezzo del GPL inferiore a quello della Benzina e in una riduzione di costi nelle situazioni in cui il powertrain funziona in modalità esclusivamente termica (es. autostrada, superstrada, etc)”.

Quali sono i costi associati alla conversione di un’auto ibrida in un motore “Trifuel” e quanto si può risparmiare in termini di carburante?

A. L.: “Dipende dalla vettura. Nel caso della Jeep Compass 4xe PHEV, il costo indicativo di conversione è di 1900 euro. In azienda abbiamo condotto un esperimento con queste condizioni:

• Autonomia totale auto: 50 km Elettrico, 518 km Benzina e ulteriori 508 km GPL, grazie a un serbatoio aggiuntivo di 55 litri.
• Consumo benzina medio stimato: 7 l/100 km (14,2 km/l)
• Consumo elettrico medio stimato 29,4 kWh/100 km (3,4 km/kWh)
• Incremento stimato del consumo/litro GPL rispetto alla benzina: +25%
• Utilizzo percentuale benzina ipotizzato nell’utilizzo a GPL (extrainiezioni): 8%
• Riferimento prezzi carburanti: kWh 0,30€/kWh, Benzina 1,778€/l, GPL 0,844€/l
• Chilometraggio di riferimento 20.000 km

Sulla base di queste condizioni di test, stimiamo un risparmio del 35% (24 euro) su ogni pieno rispetto alla stessa auto senza impianto Trifuel”.

Quali sono le sfide tecniche e normative che devono essere affrontate nella conversione a GPL di auto ibride Plug-in rispetto alle normali ICE? Avete effettuato test specifici in relazione all’alta tensione o certificazioni particolari tramite enti come Dekra, TUV o altri?

A. L.: “La principale sfida tecnica è relativa alla calibrazione del nostro sistema di alimentazione affinché vengano superate le prove di emissione. Non abbiamo dovuto effettuare ulteriori test in quanto i nostri sistemi non interferiscono con le parti elettriche delle vetture, pertanto rimangono tutte certificate dai rispettivi costruttori secondo le norme vigenti”.

Qual è la posizione di Landi rispetto al potenziale ban ICE dal 2035?

A. L.: “Il nostro punto di vista è di parte in quanto sfortunatamente non si possono installare impianti a GPL su vetture full electric, pertanto se dovesse permanere il bando dei motori endotermici al 2035 sicuramente subiremo delle conseguenze. Questo limitatamente alla zona UE, in quanto nel mondo ci sono molti casi virtuosi di sovvenzioni statali per la conversione di vetture endotermiche benzina a GPL/Metano. Conversioni che da subito possono contribuire attivamente alla riduzione delle emissioni”.

Quali sono i piani futuri di Landi per la conversione di auto ibride in motori “Trifuel”?

“Monitoriamo attentamente l’uscita sul mercato di vetture alimentate a benzina con diversi gradi di elettrificazione in modo da poter proporre al consumatore sui modelli a maggiore diffusione i nostri Kit di conversione. Rispondiamo inoltre alle esigenze delle filiali locali delle Case auto che desiderano offrire versioni con alimentazione anche a GPL su vetture in gamma”.

Questo articolo fa parte del terzo aftermarket report di SicurAUTO.it Auto Connesse ed Elettriche: le opportunità di oggi e domani. Per leggerlo tutto clicca il banner sotto.