Transfluid si impegna a semplificare le conversioni ibride

La serie di trasmissioni ibride HM è progettata per adattarsi a un motore a combustione interna con volano e alloggiamento standard SAE e a una trasmissione con ingresso SAE. (Foto: KHL Staff)

La varietà di design delle trasmissioni utilizzate nei mercati industriali e navali ha storicamente posto difficoltà nella conversione da un sistema esclusivamente diesel a un sistema diesel-elettrico. Transfluid, specializzata in apparecchiature di trasmissione industriali, ha deciso di cambiare questa situazione sviluppando una soluzione volta a semplificare il processo.

Già esperta nella produzione di sistemi di trasmissione e apparecchiature di potenza e motori/generatori elettrici, l'azienda ha collaborato con produttori di batterie e controller per sviluppare la serie di trasmissioni ibride HM, un modulo ibrido disponibile in diverse versioni, progettato per essere inserito a sandwich tra un motore a combustione interna con volano e alloggiamento standard SAE e una trasmissione con ingresso SAE. Secondo Transfluid, il risultato è una soluzione più standardizzata.

"Forniamo il modulo ibrido, il controller, le batterie, il sistema di gestione delle batterie: tutto il necessario per realizzare un veicolo ibrido", ha affermato Chris Campbell, direttore generale di Transfluid. "Se siete un piccolo produttore di macchinari che non ha le risorse per realizzare un sistema ibrido, possiamo mostrarvi come farlo in tempi brevissimi".

Tale percorso può durare anche solo sei mesi, utilizzando la serie di soluzioni predefinite e "pseudo personalizzate" dell'azienda.

Progettazione a prova di errore

Molti sistemi di conversione esistenti sono dotati di un motore elettrico (motore-generatore) su un divisore che si monta direttamente sul volano del motore, ha osservato Campbell. In caso di guasto del sistema, il veicolo o l'imbarcazione sono "morti" o si rimane con la sola capacità del motore.

Con il sistema di trasmissione HM, il lato di ingresso funge da frizione a controllo idraulico o pneumatico. Una volta disinnestato, il motore viene scollegato dalla trasmissione, consentendo al veicolo o all'imbarcazione di essere azionato dal motore elettrico con zero emissioni e rumore minimo. Quando il motore è in funzione, la frizione viene innestata e il motore elettrico diventa un generatore in grado di ricaricare le batterie, se necessario. Questa separazione protegge da guasti imprevisti del sistema.

"Se il nostro sistema elettrico dovesse guastarsi, avremmo comunque un motore diesel", ha detto Campbell. "Se il diesel si guasta, avremmo comunque un motore elettrico."

Il sistema di trasmissione HM faceva parte del progetto di rimotorizzazione del Western Flyer, un'iconica barca in legno di 77 piedi immortalata in un romanzo di John Steinbeck. (Foto: Transfluid)

Il motore a combustione interna e quello elettrico possono anche essere azionati contemporaneamente per attivare la funzione "booster", che fornisce una coppia extra alla trasmissione in fase di accelerazione. Secondo Transfluid, questo può consentire agli OEM di dimensionare in modo più ottimale il motore a combustione interna in base all'applicazione.

Sono richiesti immobili limitati

La macchina elettrica può essere montata in più posizioni per adattarsi in modo ottimale al vano motore, sia su veicoli e imbarcazioni di nuova costruzione, sia per l'installazione su apparecchiature esistenti.

Per l'installazione è necessario uno "spazio" limitato, ha affermato Campbell. È necessaria solo una breve distanza tra motore e trasmissione, in genere solo poche centinaia di millimetri.

"Abbiamo bisogno di una posizione che vada dalla superficie dell'alloggiamento del volano alla testa della trasmissione ibrida per installare il modulo ibrido", ha detto Campbell. "Poi dobbiamo avere spazio anche per installare le batterie nel sistema, perché fanno parte del sistema ibrido."

Tutte le operazioni sono controllate da un controller elettronico proprietario che comunica con l'attrezzatura tramite protocollo CAN Bus, consentendo una semplice soluzione plug-and-play, ha aggiunto Transfluid.

Fare la storia

Forse una delle applicazioni più note e storiche del sistema di trasmissione HM fu quella relativa alla rimotorizzazione del Western Flyer, un'iconica imbarcazione in legno di 77 piedi costruita nel 1937 e nota soprattutto per essere stata noleggiata da John Steinbeck per una spedizione di ricerca nel Golfo della California nel 1940, che in seguito raccontò in The Log from the Sea of Cortez.

L'imbarcazione è stata recentemente restaurata dalla Western Flyer Foundation e rimessa in servizio come nave da ricerca ittica. Sebbene inizialmente la fondazione sperasse di convertirla a un'imbarcazione completamente elettrica, alla fine ha scelto di optare per un ibrido diesel-elettrico, alimentato principalmente a gasolio, ma in grado di passare alla modalità elettrica per brevi periodi, se necessario, a scopo di ricerca.

Per la propulsione elettrica, due motori elettrici da 100 CV consentono al Flyer di raggiungere la massima velocità in modalità elettrica. (Foto: Transfluid)

Il sistema è costituito da un motore diesel John Deere 6135 turbocompresso da 425 CV, abbinato a un modulo ibrido Transfluid HM3350, fornito e supportato dal distributore di componenti per trasmissioni Palmer Johnson Power Systems. Palmer Johnson ha fornito anche la trasmissione marina Twin Disc MGX516. Per la propulsione elettrica, due motori elettrici da 100 CV consentono al Flyer di raggiungere la massima velocità in modalità elettrica e di eseguire operazioni di standby senza rumori.

Il modulo HM3350 è inoltre dotato di tre prese di forza aggiuntive per azionare la pompa dello sterzo e di una pompa a frizione per azionare le apparecchiature di ricerca. Le prolunghe per le prese di forza consentono una perfetta integrazione con il motore diesel Tier 4 e l'attrezzatura marina. Transfluid ha fornito il controllo della propulsione, il sistema di comunicazione CANBUS e tutti i componenti necessari per realizzare l'alimentazione ibrida completa. L'operatore può commutare al volo dalla modalità diesel a quella elettrica semplicemente premendo un pulsante e attivare o disattivare l'impianto idraulico dalla plancia di comando.

Per l'accumulo di energia, le batterie al litio ferro fosfato da 115 kWh garantiscono autonomia in modalità elettrica e alimentano gli impianti domestici.

L'imbarcazione, il cui viaggio inaugurale è previsto per la fine del 2023, può anche ricaricarsi durante la navigazione in modalità diesel, sfruttando la potenza del motore, oppure mentre è ormeggiata, sfruttando l'alimentazione di terra.

Foto: Transfluid

Una novità per la Croazia

In un'altra mossa storica, Transfluid è stata scelta per fornire il suo sistema di trasmissione ibrida HM per il primo catamarano ibrido costruito in un cantiere navale croato. Commissionato dall'Autorità della Riserva Pubblica di Lokrum a Dubrovnik, il catamarano in alluminio di 15 metri trasporterà fino a 50 passeggeri attraverso il Mar Adriatico tra Trsteno e Lokrum.

Il sistema di propulsione ibrido HM2000 fornito da Transfluid integra due motori da 20 kW e due batterie da 100 Ah, che consentiranno una navigazione silenziosa ed ecologica a velocità fino a 18 nodi. Il banco batterie di trazione dedicato e la modalità di rigenerazione consentono di alimentare i servizi di bordo durante la navigazione con il motore termico.

Secondo Transfluid, questa soluzione avanzata non solo riduce gli inquinanti atmosferici, ma contribuisce anche a migliorare l'efficienza energetica, riducendo l'impatto ambientale complessivo del catamarano.