I fornitori di energia fluida superano gli ostacoli del settore

Nel numero di aprile 2025 di Power Progress , abbiamo esaminato le tendenze che stanno influenzando la potenza oleodinamica nelle applicazioni per apparecchiature mobili. Nella seconda parte di questa serie, ci concentreremo sulle difficoltà che il settore della potenza oleodinamica sta incontrando e su come i fornitori si stanno evolvendo per garantire di poter continuare a soddisfare le esigenze dei clienti OEM, ora e nel prossimo futuro.

Abbiamo chiesto a ciascuno dei seguenti esperti del settore di condividere il proprio punto di vista su tre domande chiave:

• Daniel Winter, presidente di Danfoss Power Solutions
• Corey Quinnell, vicepresidente dell'ingegneria, Husco
• Russ Schneidewind, direttore dello sviluppo aziendale, HydraForce

D: Quali sono alcuni dei maggiori ostacoli che la vostra azienda, e altre, incontrano oggi nel soddisfare le esigenze degli OEM? Come si sta evolvendo l'azienda per soddisfare tali esigenze?

Corey Quinnell, Husco: Diverse strategie di elettrificazione: ogni OEM ha un approccio unico all'elettrificazione, che richiede soluzioni flessibili e scalabili che si integrino con varie architetture di controllo e di propulsione.

Strategia di convalida del sistema: il passaggio a sistemi di controllo elettroidraulici e intelligenti introduce nuove sfide nell'integrazione del software, nell'ottimizzazione delle prestazioni e nella convalida del sistema.

La gamma MX di valvole di rilevamento del carico a compensazione di pressione (PCLS/LUDV) di Husco per l'integrazione EH è progettata per offrire maggiore flessibilità e produttività in uno spazio compatto. (Foto: Becky Schultz)

Pressione sulla catena di fornitura e sui tempi di consegna: le interruzioni della catena di fornitura globale e la disponibilità fluttuante dei materiali incidono sulla capacità di consegnare i componenti nei tempi previsti e su larga scala.

Requisiti più rigorosi in materia di efficienza e sostenibilità: gli OEM si trovano ad affrontare una pressione crescente per conformarsi a normative più severe sulle emissioni e a standard di efficienza energetica, spingendo i fornitori a sviluppare soluzioni altamente efficienti e a basso consumo energetico, con considerazioni sulla sostenibilità che si estendono all'intera catena di fornitura, dall'approvvigionamento delle materie prime alla produzione finale.

Il passaggio ai sistemi di propulsione elettroidraulici e ibridi introduce nuove sfide ingegneristiche, che richiedono una perfetta integrazione dell'idraulica con i controlli elettronici e il software. Una sfida comune che incontriamo è che le nuove innovazioni presentano spesso caratteristiche di risposta diverse, che richiedono strategie di messa a punto raffinate per mantenere la stabilità che l'utente finale si aspetta.

Russ Schneidewind, Hydraforce: La mia esperienza è che gli OEM vogliono avere un certo grado di controllo, perché vogliono essere in grado di differenziare le loro macchine dalla concorrenza. E allo stesso tempo, non vogliono essere vincolati o legati a un solo fornitore... Se acquistano un sistema elettroidraulico completo, ad esempio, da un unico fornitore, a volte lo percepiscono come un rischio elevato, soprattutto alla luce dei recenti problemi di supply chain che abbiamo avuto...

Ci sarà un certo grado di dipendenza dei sottosistemi da determinati fornitori. Ad esempio, per determinate funzioni di una macchina, potrebbero integrare un sistema elettroidraulico di un fornitore; e poi, per un'altra funzione, potrebbero dire: "Bene, questo fornitore è più bravo in quella funzione, quindi integrerò quella funzione di quel fornitore", in modo da non diventare così dipendenti da un solo fornitore.

In quel sottosistema elettroidraulico, che include un controller, ci sarà comunicazione da un vero controller principale sulla macchina. Hanno già reti CAN ed Ethernet che possono utilizzare sulle macchine per comunicare con questi sottosistemi, ed è proprio in questo modo che differenzieranno la loro macchina. Continueranno a controllare tutto, ma non lo controlleranno con la stessa intensità di oggi.

Penso che questo sia effettivamente vantaggioso per gli OEM. Probabilmente otterranno un prodotto finale migliore in questo modo, perché permette agli esperti di controllare la funzione che sanno gestire meglio all'interno del loro sottosistema, e poi [gli OEM possono] controllare ciò che sanno gestire meglio, ovvero l'intera macchina. E possono offrire vantaggi ai loro clienti, a seconda di quali vantaggi ritengono necessari...

L'ostacolo più grande è l'accettazione di un'architettura diversa per il sistema idraulico, un sistema elettroidraulico. A volte è legato ai costi, perché aggiungere più sensori, integrare più componenti elettronici, diventa più costoso. Ma alla fine, il modo in cui l'industria oleodinamica deve adattarsi è quello di essere in grado di considerare l'intero sistema e di mitigare l'aumento dei costi a livello di singolo componente, dimostrando al contempo un ritorno maggiore su quel costo, forse più elevato, per il cliente OEM... Ci vuole davvero molta più collaborazione.

L'azionamento elettrico ha sostituito quello idraulico in alcune applicazioni rotative e a bassa potenza, ma nel breve termine l'azionamento lineare rimarrà prevalentemente idraulico nelle applicazioni ad alta potenza, come questa pala gommata. (Foto: Danfoss Power Solutions)

Daniel Winter, Danfoss: Gli OEM sono sempre più alla ricerca di soluzioni di sistema ottimizzate, anziché di semplici componenti, e questo cambiamento sta trasformando il nostro modo di lavorare con i partner. Mentre alcuni OEM preferiscono acquistare singoli componenti e integrarli autonomamente, altri stanno adottando soluzioni completamente integrate che offrono maggiore efficienza e produttività.

Noi di Danfoss ci evolviamo di pari passo con questa tendenza, adottando un approccio più collaborativo per garantire ai nostri clienti le migliori soluzioni a livello di sistema.

Inoltre, siamo consapevoli che stabilire il prezzo delle nuove tecnologie può essere una sfida, ma crediamo che con il giusto supporto (attraverso normative e acceleratori economici) potremo immettere sul mercato tecnologie davvero rivoluzionarie.

D: Come si è evoluto il mix di prodotti della vostra azienda per adattarsi alle mutevoli applicazioni e necessità dei clienti?

Winter, Danfoss: I componenti idraulici fanno parte del portfolio Danfoss da decenni. Con l'acquisizione di Eaton Hydraulics nel 2021, abbiamo aggiunto prodotti per il trasporto di fluidi e per l'industria, creando il portfolio più ampio sul mercato. La maggior parte dello sviluppo dei nostri prodotti idraulici, tuttavia, è gestita internamente dal nostro talentuoso team di 1.600 ingegneri.

Editron, la nostra divisione di elettrificazione, è stata fondata grazie ad acquisizioni, tra cui Visedo nel 2017, AXCO-Motors nel 2018 e UQM Technology nel 2019. Grazie a queste acquisizioni, abbiamo ampliato il nostro portafoglio includendo motori elettrici, convertitori, inverter e sottosistemi, il che ci ha permesso di aggiungere le soluzioni elettriche come competenza chiave. Oggi siamo leader nella produzione di sistemi di trasmissione ibridi e completamente elettrici per i mercati off-highway, on-highway e nautico, e la nostra divisione Editron è la nostra attività in più rapida crescita.

Grazie alla disponibilità di soluzioni sia idrauliche che elettriche nel nostro portfolio, possiamo incontrare i clienti nel momento in cui si trovano nel loro percorso e fornire loro le soluzioni più adatte a ciascuna delle loro piattaforme.

Un'altra area di importanza strategica per Danfoss è la nostra attività di autonomia, che abbiamo sviluppato internamente e attraverso partnership strategiche. L'attività unisce hardware, software e servizi di ingegneria per aiutare gli OEM a sviluppare macchinari autonomi. Collaboriamo con gli OEM dall'ideazione alla produzione, supportando lo sviluppo completo del veicolo.

Quinnell, Husco: Husco è leader nello sviluppo di tecnologie intelligenti per il controllo dei fluidi che migliorano l'efficienza e la precisione, integrandosi al contempo con piattaforme elettrificate. Esiste l'opportunità di integrare componenti aggiuntivi, in particolare elettrici, nelle nostre valvole di controllo tradizionalmente idromeccaniche. Questo non solo arricchisce il nostro portafoglio prodotti, ma apre anche le porte a nuove opportunità di mercato.

L'integrazione di valvole elettroniche non solo migliora le prestazioni del prodotto, ma aumenta anche l'efficienza produttiva, consentendo test più rapidi, una verifica semplificata dei sottoassiemi e un controllo di qualità più avanzato.

Husco continua a innovare bilanciando i punti di forza dell'idraulica con le tendenze emergenti dell'elettrificazione, garantendo che le nostre soluzioni soddisfino le esigenze in continua evoluzione degli OEM, mantenendo al contempo la potenza, la durata e l'affidabilità che l'idraulica offre.

Husco ha sempre puntato sulla flessibilità delle sue piattaforme di valvole, siano esse a controllo manuale, pilotato o elettroidraulico (EH). Questa adattabilità ci ha permesso di soddisfare le diverse esigenze dei nostri OEM.

Recentemente, abbiamo assistito a un cambiamento nella domanda, con molte nuove configurazioni di valvole elettroidrauliche anziché la tradizionale combinazione di controllo pilotato o manuale. Ciò riflette la crescente attenzione del settore all'automazione, all'efficienza e all'integrazione di sistemi intelligenti.

Husco investe molto in ricerca e sviluppo, strumenti di simulazione avanzati e prototipazione rapida per sviluppare soluzioni idrauliche e meccatroniche di nuova generazione in linea con i requisiti OEM in continua evoluzione.

Controllo digitale del braccio HydraForce EHBL con HF-Impulse 2.0. (Foto: Becky Schultz)

Collaboriamo a stretto contatto con i principali produttori di apparecchiature per sviluppare soluzioni personalizzate che si integrino perfettamente nelle loro applicazioni specifiche. Ci piace definirci un'estensione del team di ingegneri dei nostri clienti.

Le nostre capacità produttive all'avanguardia consentono un rapido adattamento, includendo linee di produzione flessibili, test automatizzati e verifica avanzata dei sottoassiemi, in particolare per il nostro crescente portafoglio di valvole di controllo elettroniche.

Collaboriamo a stretto contatto con i fornitori strategici per garantire la disponibilità dei materiali, una produzione flessibile su larga scala e una risposta rapida alle mutevoli esigenze degli OEM, consentendoci di mantenere il nostro impegno verso soluzioni personalizzabili e ad alte prestazioni.

Schneidewind, Hydraforce: Abbiamo lanciato un nuovo prodotto: si tratta di un'architettura di sistema che risolve concretamente un problema relativo ai tempi di attività o alla disponibilità di una macchina.

Tradizionalmente, ciò che accade su un escavatore è che, se stanno eseguendo qualsiasi tipo di operazione di sollevamento con gru o stanno tenendo qualcosa in aria, devono installare un dispositivo chiamato valvola di blocco del braccio o valvola di sicurezza contro la rottura del tubo flessibile... Se installano le tradizionali valvole di blocco idrauliche del braccio, l'escavatore diventa in un certo senso isolato dalle operazioni di sollevamento con gru o di mantenimento del carico in quota. Quando cercano di utilizzare l'escavatore in una funzione di scavo, non è così facile da usare, non è così fluido, non funziona bene come prima. Quindi, devono avere più macchine, hanno meno flessibilità e hanno meno disponibilità e tempi di attività di alcune macchine. È un'inefficienza per un concessionario o una società di noleggio.

Hydraforce ha sviluppato una valvola EHBL, ovvero una valvola elettroidraulica di blocco del braccio. Questa valvola è simile alla valvola idraulica di blocco del braccio, ma è controllata da un piccolo controller, da alcuni sensori di pressione e da una valvola elettroproporzionale [che] interagiscono con il controller per capire quando il braccio potrebbe trovarsi in una situazione in cui è necessario bloccarlo. Svolge la stessa funzione della tradizionale valvola idraulica di blocco del braccio, ma può anche essere completamente rimossa dal sistema in modo che la macchina possa svolgere le sue normali operazioni di scavo.

Abbiamo collaborato con un'azienda, HKX. Si tratta di un'azienda di aftermarket che assembla queste soluzioni e kit e li installa sugli escavatori anche dopo la loro messa in servizio. Hanno scoperto che i loro clienti possono utilizzare la macchina in diverse applicazioni, che si tratti di gru o scavi tradizionali, ottenendo così una maggiore autonomia. E stanno riscontrando che i clienti ne sono davvero soddisfatti.

Questo è un esempio di come abbiamo intrapreso un percorso non tradizionale per introdurre una nuova tecnologia che sarà davvero necessaria in futuro per quegli OEM. E bisogna pensare che, man mano che i clienti inizieranno ad apprezzare quel nuovo tipo di architettura, quel nuovo tipo di sistema, inizieranno a dire che forse dovremmo offrirlo come prodotto opzionale o standard per le nostre macchine.

D: Cosa prevede che accadrà alla sua azienda e al settore dell'energia fluida mobile nel suo complesso nei prossimi tre-cinque anni?

Quinnell, Husco: Nei prossimi tre-cinque anni, il settore dell'energia fluida mobile continuerà a evolversi, trainato dalle esigenze di elettrificazione, automazione, efficienza e sostenibilità. Husco è ben posizionata per guidare questa trasformazione, sviluppando tecnologie elettroidrauliche, espandendo le nostre capacità produttive e continuando a rafforzare le nostre partnership OEM.

Schneidewind, Hydraforce: Ci stiamo concentrando sull'integrazione di più componenti elettronici adatti alla nostra nicchia, quella soluzione compatta... Stiamo valutando alcuni controllori più piccoli, compatti e facili da usare. Abbiamo una nuova interfaccia utente grafica che chiamiamo HF-Impulse 2.0, che semplifica la configurazione di un determinato blocco funzione o la progettazione e lo sviluppo di programmi personalizzati.

Lo realizziamo in modo che possa essere utilizzato in questo concetto di sottosistema... e stiamo anche integrando molta più elettronica nei componenti idraulici, come sensori di posizione nella valvola a cartuccia e nelle valvole direzionali compatte, cercando di poter monitorare la posizione di una bobina, ad esempio, per restituire tale informazione al sistema di controllo in modo che possa avere un migliore controllo della funzione.

Il software di configurazione e programmazione HF-Impulse 2.0 consente ai clienti di configurare un determinato blocco funzionale o di progettare e sviluppare i propri programmi. (Foto: Becky Schultz)

[Come parte di Bosch Rexroth], quando un cliente ha esigenze specifiche, ora possiamo soddisfare o soddisfare requisiti che prima, come marchio indipendente, non potevamo soddisfare. Ora abbiamo la capacità di progettare su misura e di trovare la soluzione giusta, che si tratti di una soluzione ibrida o più tradizionale come le valvole a pila.

Il nostro obiettivo è rendere [le nostre soluzioni] il più potenti possibile, in grado di gestire pressioni e portate elevate all'interno della nostra gamma e della nostra nicchia, in un formato il più compatto possibile. Questo è ciò che offre l'opportunità dell'ibrido. Sui gruppi elettrogeni compatti, in alcuni casi si tratta di una tecnologia datata. Ma se si considera di utilizzarla in modo diverso, ad esempio per generare l'estensione di un cilindro nella funzione di sollevamento e quindi recuperare energia nella funzione di discesa, questa è un'altra opportunità per noi per il futuro. Mentre in passato, quando HydraForce non faceva parte dell'organizzazione Bosch Rexroth, ci concentravamo esclusivamente su valvole a cartuccia e circuiti integrati ad alta pressione (HIC).

L'altro aspetto in cui siamo bravi è l'integrazione di circuiti idraulici in queste unità di potenza compatte, in modo da poter realizzare una soluzione completa e davvero compatta che includa più funzioni, anziché solo una o due.

Stiamo anche valutando altri aspetti, come la telematica e le funzionalità di aggiornamento over-the-air, perché riteniamo che saranno una caratteristica importante, soprattutto per questi sottosistemi. Se siamo in grado di effettuare gli aggiornamenti necessari da remoto, possiamo aggiungere un valore di cui il cliente non deve preoccuparsi. Oppure possiamo offrire un'opzione già funzionalmente presente sulla macchina, a cui è sufficiente aggiungere un software applicativo che ne rappresenti un aggiornamento.

Una delle minacce provenienti dall'esterno del nostro settore è l'attuazione rotativa elettromeccanica. L'idraulica elettromeccanica offre ancora un vantaggio in termini di potenza e compattezza, ma in termini di efficienza dobbiamo fare un passo avanti... Per essere più efficienti, l'integrazione di più componenti elettronici, più sensori e competenze nel software applicativo sarà fondamentale.

Winter, Danfoss: Riteniamo che la continua attenzione all'efficienza porterà allo sviluppo di più soluzioni di sistema. Per raggiungere i massimi livelli di efficienza è necessario ottimizzare i sistemi.

Come fornitori, sappiamo dove i nostri prodotti funzionano in modo più efficiente e possiamo progettare algoritmi di controllo che operino in quei punti di massima efficienza. In Danfoss, stiamo sviluppando soluzioni di sistema complete e validate che offrono maggiore efficienza e produttività. I nostri clienti se ne stanno accorgendo e prevediamo che l'interesse per queste soluzioni, il loro ulteriore sviluppo e la loro commercializzazione aumenteranno nei prossimi anni.

Le soluzioni eHydraulic, come questo modulo di potenza eHydraulic di Danfoss, sono al centro dello sviluppo nei prossimi anni. Questi componenti sono progettati specificamente per i veicoli elettrici. (Foto: Danfoss Power Solutions)

Prevediamo inoltre significativi progressi e l'implementazione di soluzioni eHydraulic, abbinate ad architetture di sistema alternative. L'eHydraulic, ovvero l'idraulica azionata da motore elettrico, è costituita da componenti e sistemi progettati specificamente per i veicoli elettrici. I nostri ingegneri rispondono a richieste quasi quotidiane e collaborano a stretto contatto con i nostri clienti per la progettazione e l'ottimizzazione idraulica delle macchine elettriche, e abbiamo diversi progetti interessanti in corso.

La legislazione emergente continuerà a sfidare OEM e fornitori a creare soluzioni più efficienti e riciclabili. Oggi è ancora presto, ma la situazione migliorerà. Prevediamo che la sostenibilità guiderà i sistemi idraulici verso livelli crescenti di efficienza e circolarità negli anni a venire, il che si allinea bene con la nostra attività... Continueremo a collaborare con i nostri clienti per essere leader nelle soluzioni per la decarbonizzazione e la circolarità.

Per supportare efficacemente i nostri clienti in tutto il mondo, riconosciamo la necessità di una maggiore resilienza nelle nostre operazioni. Ciò significa espandere e ottimizzare la nostra presenza globale per garantire di poter soddisfare la crescente domanda di soluzioni di potenza fluida mobile a livello globale. Rafforzando la nostra presenza in diverse regioni e la nostra catena di fornitura, possiamo offrire un supporto più localizzato, tempestivo e personalizzato, garantendo ai nostri clienti di poter contare su di noi ovunque si trovino.

Con la continua evoluzione del panorama digitale, comprendiamo l'importanza di investire nel coinvolgimento digitale dei clienti. Migliorando costantemente i nostri sistemi, processi e strumenti, stiamo potenziando la nostra capacità di fornire un supporto continuo attraverso i canali digitali.

Questo investimento ci consentirà di rispondere meglio alle richieste dei clienti, risolvere i problemi in modo più efficiente e semplificare le transazioni, garantendo che i nostri clienti possano accedere facilmente alle informazioni e alle soluzioni di cui hanno bisogno, ogni volta che ne hanno bisogno. Questo cambiamento non solo aumenta la soddisfazione del cliente, ma è anche in linea con la crescente tendenza alla trasformazione digitale in tutti i settori.

Macrotendenze che influenzano il futuro dell'energia fluida La prima parte di questa serie in due parti esamina le principali tendenze che hanno un impatto sulla progettazione delle macchine e sulla domanda di energia fluida.