È il prototipo ZEDU-1 la sola automobile al mondo a emissioni zero

Nell’ambito del progetto “Zero Emission Drive Unit – Generation 1” o ZEDU-1, il Centro Aerospaziale Tedesco e la società di engineering HWA hanno sviluppato e verificato con successo un veicolo stradale che consente una mobilità quasi completamente priva di emissioni inquinanti.

L’automobile, dotata di un powertrain elettrico, riduce ampiamente le emissioni di particolato e di microplastica causate dall’abrasione degli pneumatici e dal consumo dei freni.

Ciò la rende il veicolo stradale più ecologico regolarmente funzionante a livello mondiale.

Il DLR e la factory di Affalterbach, storicamente vicina al gruppo Mercedes-Benz, hanno presentato il prototipo al pubblico per la prima volta il 28 settembre 2022 a Stoccarda.

Il Ministero dell’Economia, del Lavoro e del Turismo del Land del Baden-Württemberg ha sposato il progetto con un ingente finanziamento.

Il pubblico potrà vedere di persona il prototipo ZEDU-1 dal 21 al 23 ottobre, in occasione della finale del campionato automobilistico ADAC GT Masters a Hockenheim.

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Tjark Siefkes: “La salute umana e un ambiente privo di inquinamento le nostre priorità…”

“La nostra priorità sono la salute umana e un ambiente privo di inquinamento. Il progetto ZEDU-1 si concentra su componenti che finora hanno ricevuto poca attenzione e le cui emissioni sono ora gradualmente regolamentate dalla Commissione Europea attraverso misure legislative, in particolare pneumatici e freni”, ha dichiarato Tjark Siefkes, direttore dell’Institute for Vehicle Concepts del DLR, durante il vernissage del prototipo a Stoccarda in Karlsplatz, con il monumento al Kaiser Guglielmo e il Palazzo Vecchio sullo sfondo

E ancora: “Con il veicolo ZEDU-1, dimostriamo la praticabilità di soluzioni che ci permetteranno di avvicinarci il più possibile alle emissioni zero sulle strade in futuro. Il nostro concept è altamente efficiente, estremamente compatto, adatto all’uso quotidiano e versatile. Può essere trasferito direttamente alle future autovetture e ai veicoli commerciali”.

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Nicole Hoffmeister-Kraut: “Sei milioni dal Baden-Württemberg per la mobilità di domani”

“Sono lieta che il progetto di ricerca ‘Zero Emission Drive Unit – Generation 1’ abbia sviluppato con successo un prototipo che affronta il problema delle emissioni di particolato come causa principale dell’inquinamento ambientale legato alla mobilità, gettando così le basi per la mobilità stradale a emissioni quasi zero di cui beneficeremo in un prossimo futuro”, spiega il Ministro dell’Economia, del Lavoro e del Turismo del Baden-Württemberg, Nicole Hoffmeister-Kraut.

“I risultati del progetto di ricerca, finanziato con sei milioni di euro di denaro pubblico, ci forniscono ora un modello di riferimento assoluto utile alla nostra industria, capace di trasferire le tecnologie studiate in ‘versione standard’ e per ridurre ulteriormente e in modo significativo l’abrasione nei veicoli che domani guideremo”.

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Freno rimosso dalla ruota e integrato nell’unità di trasmissione del motore elettrico “chiuso”

In termini di tecnologia, l’équipe del progetto ha aperto un terreno completamente nuovo.

Il classico freno a disco nella ruota non esiste più. Al contrario, il dispositivo frenante è stato rimosso dalla ruota e integrato nell’unità di trasmissione del motore elettrico “chiuso”, utilizzando l’approccio innovativo di un freno multidisco.

In combinazione con un’elettronica ad alte prestazioni appositamente sviluppata, è possibile recuperare quasi completamente l’energia di frenata.

Ciò consente di ridurre al minimo le dimensioni dei componenti frenanti e di costruire l’unità di azionamento in modo molto compatto, mentre i dischi sono immersi in un bagno d’olio.

L’abrasione finisce quindi nell’olio lubrificante, che viene continuamente pompato attraverso un filtro e successivamente pulito.

Oltre al freno meccanico multidisco, il team ha sviluppato un impianto frenante a induzione per il prototipo ZEDU-1.

Il sistema a induzione non produce quasi alcuna abrasione fino all’arresto e utilizza i campi magnetici per creare un effetto frenante.

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Passaruota ridisegnati per convogliare e aspirare la gomma in una sorta di “aspirapolvere”

L’eliminazione dei freni dalla ruota e la loro integrazione nella trasmissione crea spazio per nuovi approcci tecnologici che riducono significativamente l’usura degli pneumatici: l’elemento chiave è il passaruota.

La ruota chiusa dello ZEDU-1 è aerodinamicamente progettata per creare una pressione negativa durante la marcia. L’abrasione del pneumatico si accumula quindi in un punto specifico.

Un’unità di ventilazione nella parte anteriore del veicolo estrae le particelle in quel punto specifico e le invia attraverso un sistema di filtraggio, simile a un aspirapolvere.

In questo modo, soltanto l’aria purificata lascia l’automobile.

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I componenti, sviluppati ex novo in Germania, hanno superato la prova in strada e in pista

“ZEDU-1 è realmente un prototipo. In questo veicolo, tutti i componenti sono stati sviluppati da zero, compresa la trasmissione sotto forma di unità frenante nel motore elettrico, nonché l’alloggiamento degli pneumatici e gli elementi adattati all’aerodinamica complessiva”, riassume il responsabile del progetto presso il Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Franz Philipps.

“Ci sono soltanto due modi per testare tutto il pacchetto: in strutture speciali come il dinamometro per le quattro ruote del DLR a Stoccarda e sulle tradizionali piste di prova”.

Nell’estate del 2022, i ricercatori hanno analizzato la funzionalità del prototipo ZEDU-1 e delle nuove componenti utili a ridurre le emissioni di particolato e di microplastica in condizioni reali presso il centro di prova di Boxberg dell’Institute for Vehicle Concepts nonché su strade aperte al traffico.

A questi test hanno collaborato i colleghi delI’Istituto di Tecnologia della Combustione del DLR.

L’istituto, anch’esso con sede a Stoccarda, utilizza una tecnica di misurazione all’avanguardia e un veicolo di misurazione mobile.

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“Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycles”: il vaglio degli esperti internazionali

Il veicolo è in grado di rilevare e caratterizzare il particolato fino alla gamma ultrafine.

Le analisi si sono concentrate sulla quantità totale di emissioni del medesimo e sulla distribuzione delle dimensioni delle particelle.

“A questo scopo, abbiamo seguito diversi profili e cicli di guida. Tra questi, il WLTC, acronimo di ‘Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycles’, un test sviluppato da esperti internazionali per determinare le emissioni. Abbiamo anche eseguito manovre di frenata speciali e misurato le esalazioni durante il processo”, spiega ancora Philipps.

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Abrasione dei freni nulla e usura delle gomme molto inferiore anche a velocità elevate…

I risultati dei primi test drive hanno convinto il team di lavoro del progetto “Zero Emission Drive Unit – Generation 1”.

“Possiamo confermare che siamo in grado di evitare completamente l’abrasione dei freni. Per quanto riguarda l’usura degli pneumatici, le nostre misurazioni hanno dimostrato che possiamo evitarla completamente fino a una velocità di 50 chilometri l’ora e ridurla del 70-80 per cento a velocità superiori”, conclude il responsabile del progetto in seno al DLR.

“Il prossimo passo sarà quello di sviluppare ulteriormente la tecnologia insieme all’industria automobilistica per avviare con successo la produzione di massa”.

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