Ecco il freno del futuro! Tutti i vantaggi grazie ai nuovi freni elettrici Brembo

12/09/2019

Un balzo nel futuro con i freni Brembo: cambia il modo di guidare con vantaggi per gli automobilisti e per l’ambiente.

Tutto evolve, anche il sistema frenante delle automobili.

Oggi, con il passaggio dal sistema idraulico a quello elettrico che trasformerà l’impianto frenante nel motore del futuro, siamo alla vigilia di una rivoluzione. Brembo è pronta a giocare un ruolo da protagonista all’ interno di quello che si preannuncia un vero e proprio passaggio epocale per i sistemi frenanti per auto. Una rivoluzione a cui Brembo si sta preparando da quasi un ventennio, dedicando sin dal 2001 investimenti crescenti in attività di R&D proprio sul tema dei sistemi frenanti elettrici o, come lo definiscono gli addetti ai lavori, Brake by Wire (BBW).

Il driver che apre le porte al grande cambiamento degli impianti frenanti e che porta a dire che sta per nascere il “freno del futuro” è figlio della meccatronica e dell’esigenza di avere veicoli sempre più efficienti, interconnessi e intelligenti. Il recupero dell'energia, la riduzione del peso e delle emissioni, sono diventati fattori sempre più importanti e proprio su questi fattori l’impianto frenante del futuro può giocare un ruolo determinante.

Oggi, ad esempio, nel mondo dell’automotive c’è molta attenzione al recupero energia e l’impianto frenante può rivelarsi una miniera da cui ricavarne tanta.

Per questo Brembo è molto impegnata sul tema Brake by Wire oltre che per le vetture stradali anche per le vetture da competizione come dimostra lo sviluppo di sistemi frenanti elettrici in Formula 1 sin dal 2014.

Ma come funziona il sistema frenante Brake By Wire di Brembo? Quali sono le differenze rispetto a un sistema tradizionale e soprattutto quali sono i vantaggi?

L'azionamento del sistema BBW avviene premendo il pedale del freno, come con un tradizionale impianto idraulico: a questo punto da una parte il sensore di corsa pedale rileva la posizione del pedale e invia l'informazione alla centralina, dall’altra contemporaneamente il pedale restituisce al guidatore la sensazione di frenata di un impianto idraulico tradizionale.

La centralina di controllo elabora il segnale ricevuto dal sensore di pedale e invia il comando agli attuatori. L'attuatore idraulico elettromeccanico converte l'impulso elettrico ricevuto dalla centralina in pressione idraulica/forza di serraggio della pinza.

La pinza azionata dall’attuatore può essere sia una pinza freno tradizionale con collegamento idraulico sia una pinza elettromeccanica controllata direttamente dalla centralina e che trasforma l’energia elettrica ricevuta in forza frenante. Il disco freno, invece, è un disco freno tradizionale in ghisa, acciaio o carbonio ceramico.

Il sistema frenante Brembo “Brake by Wire” è progettato e realizzato secondo tutti gli standard di sicurezza di legge e del settore dell'industria automobilistica (es. omologativi e ISO 26262).
In caso di guasto, il sistema è in grado di rilevarlo e escludere la parte non funzionante. Grazie all'architettura dell’attuazione distribuita è in grado di auto riconfigurarsi e con l’uso degli attuatori funzionanti (es. tre corner frenanti) garantisce la decelerazione ben oltre quella richiesta dalla legislazione per la frenata secondaria (2,44ms2). Grazie a questa caratteristica, al contrario degli sistemi tradizionali o più moderni tipo servo elettrico o BbW one-box centralizzati, in gran parte dei casi di frenate in uso stradale, anche con la presenza di guasto, il sistema garantisce la prestazione uguale a quella richiesta dal guidatore. Solo in caso di assenza totale di energia elettrica, se il costruttore non sceglie l’alimentazione ridondante, il sistema di sicurezza idraulico tradizionale subentra al sistema “Brake by Wire” consentendo comunque il funzionamento dell’impianto frenante con le ruote anteriori sodisfando i requisiti di legislazione per la frenata secondaria.

I vantaggi di un sistema frenante elettrico come questo sono davvero molteplici per gli automobilisti, per i costruttori di vetture e per la società in generale.

I VANTAGGI PER GLI AUTOMOBILISTI: PIU' SICUREZZA, COMFORT E PERSONALIZZAZIONE

Partiamo dagli automobilisti e da un valore non negoziabile come quello della sicurezza. Il sistema frenante elettrico consente una notevole riduzione degli spazi di arresto rispetto a un impianto tradizionale.

Nello specifico, nell’ultima evoluzione il Brake by Wire di Brembo ha compiuto un grande balzo in avanti nei tempi di risposta, passati dai tradizionali 300-500 millisecondi ai 100 millisecondi!

Giusto per comprendere meglio cosa significhino questi numeri, ricordiamo che in 300 millisecondi un veicolo a 120 km/h percorre 11 metri e che un batter di ciglia richiede circa 250 millisecondi.

La velocità di risposta dei freni è fondamentale, perché se si deve fare un arresto immediato, solo grazie alla maggiore reattività dell’impianto si necessitano di diversi metri di spazio in meno che, alla voce sicurezza, possono rivelarsi decisivi. Quindi velocità di risposta significa più sicurezza.

Oltre ai vantaggi in termini di prontezza della risposta ( che possono essere declinati sia in termini di maggior sicurezza sia in termini di maggior prestazione di frenata) sono numerosi i vantaggi dal punto di vista della personalizzazione e del comfort per il guidatore.

Il guidatore, infatti, grazie al sistema frenante elettrico, sarà in grado di personalizzare sia la forza frenante sia la risposta del pedale. Ad esempio l'automobilista potrà scegliere tra diversi profili di frenata a seconda delle proprie preferenze e del proprio stile di guida (es. sportivo, comfort, ...) e analogamente potrà scegliere tra diversi profili di risposta del pedale a seconda delle proprie preferenze.

Per quanto concerne il comfort, invece, uno dei principali vantaggi del sistema frenante elettrico Brembo è la stabilità di frenata indipendentemente dal carico.

La frenata, infatti, si adatta automaticamente alle condizioni di carico del veicolo, mantenendo costante gli spazi d’arresto. Inoltre un ulteriore incremento del comfort di guida ascrivibile al sistema frenante Brake by wire è dato dal passaggio da frenata dissipativa a frenata rigenerativa che risulta dolce e impercettibile per il guidatore.

Spingendosi ulteriormente più in là nell' integrazione dei due tipi di frenata, rigenerativa e dissipativa, chiamata in inglese “blending” si può arrivare a cambiare completamente lo stile di guida e frenare senza uso del pedale del freno!

Al rilascio dell’acceleratore il sistema BBW effettua una compensazione automatica del freno motore o della frenata rigenerativa per ottenere una decelerazione stabile che consenta di frenare il veicolo nel normale uso stradale sia in città che fuori. Invece per le frenate di emergenza o per una guida più sportiva sarà necessario agire sul pedale freno come oggi.

I benefici per gli automobilisti sono altrettanto importanti anche sul piano economico, perché una maggior integrazione con la frenata rigenerativa grazie all' uso del sistema Brake by Wire comporta meno usura, e si può anche arrivare a un consumo di dischi e pastiglie di dieci volte inferiore.

Non trascurabile nemmeno la riduzione del fluido freni, rispetto a un sistema frenante tradizionale, che comporta una riduzione degli interventi e dei costi di manutenzione. Inoltre il controllo dell’usura consente di sincronizzare la manutenzione di dischi e pastiglie con il programma di manutenzione generale del veicolo.

I VANTAGGI PER I COSTRUTTORI DEI VEICOLI

I vantaggi del sistema Brake by Wire non si esauriscono ai benefici in termini di sicurezza, performance e comfort per l’automobilista.

L’elettrificazione del sistema frenante, infatti, apre le porte a una maggior interazione con altri componenti, si pensi alla frenata attiva, al rilascio dell’acceleratore, oppure all’uso di ogni freno su singola ruota come funzione di differenziale o stabilizzatore del veicolo.

Grazie all’impianto Brake by Wire è possibile per i costruttori pensare al riposizionamento dei componenti e quindi ripensare l'architettura del veicolo a vantaggio di spazio, sicurezza e prestazioni.

Nel futuro avremo veicoli che potranno essere anche radicalmente diversi da quelli attuali e il sistema Brake by Wire offre grande flessibilità per i costruttori nella distribuzione ottimale dei pesi.

IL FRENO AMICO DELL'AMBIENTE

La nuova generazione di Brake by Wire Brembo si configura come la soluzione ideale sia per le vetture del presente che per quelle del futuro più o meno lontano.

Da una parte l'integrazione del BBW coi sistemi di recupero energetico consente un'ottimizzazione

dell'utilizzo della energia e quindi di ridurre la fase di ricarica delle batterie delle vetture elettriche o ibride.

Dall’altra, un grande vantaggio del sistema BBW per le vetture con motore termico tradizionale è

l’ulteriore riduzione del fenomeno chiamato “coppia residua”.

Si tratta di uno sfregamento fisiologico e indesiderato tra disco e pastiglie non in fase di frenata che contribuisce, sebbene in maniera impercettibile, a frenare la vettura aumentandone i consumi e di conseguenza le emissioni.

Questo fenomeno, già reso minimo dalle tradizionali pinze idrauliche fisse Brembo, risulta particolarmente abbattuto grazie al brake-by-wire consentendo di fatto una riduzione delle emissioni di CO2 oppure aumento dell'autonamia delle vetture elettriche.

Guardando più in là nel tempo, i nuovi componenti permettono una migliore integrazione con i sensori che saranno il cuore dei veicoli a guida autonoma. Maggior durata significa anche più attenzione all’ambiente e sempre l’ambiente trarrà beneficio dalla rimozione dei fluidi.

UNO SGUARDO AL FUTURO

Il freno Brake by Wire è predisposto inoltre per integrarsi con i sistemi di frenata rigenerativa e assistenza alla guida, quindi è possibile immaginare che le auto arriveranno un giorno a frenare da sole quando il pilota automatico gli dirà di farlo (al pari di quello che è già avvenuto con lo sterzo elettrico).

Appare quindi evidente che il sistema Brake by Wire oltre a presentare vantaggi sui veicoli convenzionali è anche decisamente eclettico così da aprirsi a qualsiasi scenario, collocando Brembo nella posizione migliore pronta a cogliere tutte le opportunità di un mondo che rincorre più la rivoluzione dell’ evoluzione, si pensi ai veicoli elettrici ma anche a quelli a conduzione autonoma.

Ancora una volta Brembo si pone come innovatore degli impianti frenanti, tenendo ben presente quali sono le tendenze del settore automotive e anticipando quelle che sono le richieste dei suoi Clienti, degli automobilisti e della società in generale.