I rimorchi elettrificati mirano a trasformare l'efficienza dei trasporti su camion

Un rimorchio elettrico Range Energy. (Foto: Range Energy)

Quando si parla di elettrificazione di autocarri pesanti, in genere si parla di elettrificazione di trattori di Classe 8. Ali Javidan, tuttavia, si concentra sull'elettrificazione dei rimorchi trainati da questi trattori. L'idea è semplice: installare un sistema elettrico in qualsiasi rimorchio per azionare le ruote e fornire supporto alla propulsione del trattore, riducendo al minimo la resistenza aerodinamica quando possibile. Per i trattori diesel, il risultato è una soluzione ibrida elettrica che può garantire significativi miglioramenti nell'efficienza dei consumi.

Sembrerebbe che Javidan, fondatore, presidente e direttore tecnico (CTO) di Range Energy, fornitore di soluzioni di elettrificazione con sede in California, abbia ragione. Power Progress ha recentemente riportato che l'azienda si è assicurata ulteriori 23,5 milioni di dollari di finanziamenti destinati a rafforzare i programmi pilota dei clienti e a supportare la produzione su larga scala di rimorchi alimentati a batteria. E Javidan ha affermato che una grande flotta di camion dedicati con cui l'azienda sta collaborando è riuscita a ottenere significativi miglioramenti nell'efficienza dei consumi quasi immediatamente.

"Credo che la media dei veicoli su questa tratta sia di 8,1 miglia per gallone con il taxi giornaliero diesel standard", ha detto Javidan. "Quando siamo arrivati... ci siamo collegati. Nessuna connessione dati: tutte le compagnie aeree standard e roba del genere, ma nessuna nuova connessione dati e nessuna nuova formazione. Siamo riusciti a portarli subito a 14,6 miglia per gallone."

La storia delle origini

Stando a quanto afferma Javidan, non sorprende che si trovi a sviluppare una tecnologia innovativa per i rimorchi.

"Il trailer è sempre stato parte integrante della mia vita, fin da quando ne ho memoria", ha detto Javidan.

Raccontò di aver guidato per la prima volta un veicolo con rimorchio a 14 anni e, all'inizio della sua carriera, Javidan costruiva rimorchi personalizzati per gli amici. In seguito, quando lavorava alla Tesla, fu uno dei pochi membri del team a saper guidare un camion con rimorchio per portare a termine i test dei prototipi della Model S e della Roadster. Se a questo si aggiungeva la formazione di Javidan come ingegnere, non passò molto tempo prima che iniziasse a chiedersi perché i rimorchi non fossero motorizzati e avessero controlli migliori.

"Tutto è iniziato intorno al 2008 o 2009, quando un gruppo di noi ingegneri Tesla, seduti dietro una Tesla Roadster, si chiedeva se fosse possibile portare questa Roadster dalla Bay Area di San Francisco a Los Angeles con una sola carica", ha detto Javidan. "E l'idea era: e se mettessimo un pacco batteria in un rimorchio e lo trainassimo con un cavo ombelicale?"

È un'idea rimasta in sospeso fino alla pandemia, quando Javidan, come tanti in tutto il mondo, si è improvvisamente ritrovato con un po' di tempo libero. Stava anche cercando di realizzare qualcosa che avrebbe avuto un impatto positivo significativo sui veicoli commerciali. Mentre molte startup stavano elettrificando il mezzo di trasporto principale – il trattore – l'idea di un rimorchio elettrificato è tornata a Javidan.

"Il mio obiettivo principale era percorrere il maggior numero possibile di chilometri decarbonizzati con professionisti", ha affermato. "E sapendo che negli Stati Uniti abbiamo 3,5 milioni di rimorchi di Classe 8, questo è un settore di grande impatto".

Javidan ha aggiunto: "L'abbiamo sviluppato appositamente in modo che potesse soddisfare le esigenze dell'attuale flotta di trattori diesel, ma anche apportare un notevole miglioramento alla futura generazione di celle a combustibile a idrogeno ed elettriche, qualunque sia il futuro della mobilità".

Facilità di installazione

Ogni kit di elettrificazione energetica Range contiene una batteria ad alto voltaggio, un assale elettrificato (e-axle) e una serie di sensori che rilevano il movimento del trattore. Poiché il curriculum di Javidan includeva una certificazione Automotive Service Excellence (ASE) e un'esperienza nella gestione dei tecnici dell'assistenza Tesla, questa tecnologia è stata progettata per essere applicata facilmente e rapidamente a qualsiasi rimorchio.

"Letteralmente, puoi ricevere uno dei nostri kit di elettrificazione nel tuo cortile, diciamo, alle 8:00 del mattino", ha detto Javidan, "e entro le 13:00 è già installato sul tuo rimorchio e in strada, garantendoti un risparmio di carburante del 70% sul tuo trattore".

Javidan ha spiegato: "Il modulo di trasmissione, dove si trova l'asse elettrico, è una sostituzione diretta e 1 a 1 con il carrello delle sospensioni esistente. Quindi il tandem si sfila e quello elettrico si inserisce. È molto semplice. Il cursore funziona ancora. Tutti i collegamenti sono gli stessi."

La scatola della batteria ad alta tensione viene installata utilizzando un carrello elevatore.

"In pratica, dietro la posizione delle gonne d'aria su un rimorchio di 16 metri, abbiamo un processo in cui si porta il carrello elevatore, si solleva la scatola sul pavimento del rimorchio dall'esterno e poi si hanno una serie di punti di fissaggio", ha detto. "Si aziona la pistola a impatto, si stringe il tutto, si rilascia. E poi si creano delle interconnessioni tra il cursore e il modulo batteria, e il gioco è fatto."

Javidan ha aggiunto che l'installazione non richiede alcun cablaggio interno al rimorchio, né saldature o molatura.

"Non c'è nemmeno bisogno di tirare fuori la sega per fare un foro", ha detto. "Ecco cosa intendo per installazione semplice e veloce."

Ha affermato che, se necessario, il kit può essere rimosso anche da un rimorchio esistente e trasferito su un altro in circa otto ore.

"Di solito, ci avvaliamo della vostra rete di concessionari o degli installatori che già utilizzate", ha detto Javidan a proposito dell'installazione del sistema. "Le persone che installano le vostre unità frigorifere, ad esempio, si occuperanno anche dell'installazione di questo."

Oltre alla propulsione del trattore, il sistema Range può essere utilizzato per alimentare la refrigerazione e i portelloni montacarichi, migliorando ulteriormente l'efficienza del carburante e riducendo le emissioni.

Ricarica flessibile

Per la ricarica, ha affermato Javidan, il sistema prende di mira due fonti di energia.

"Una è: se avete già iniziato a installare la ricarica rapida a corrente continua nel vostro giardino, sfruttatela", ha detto. Tuttavia, Javidan ha aggiunto che si tratta più di un'eccezione che di una regola.

"Il caso più comune è una flotta refrigerata, ad esempio, che dispone di un'ampia alimentazione da terra alla banchina di carico, ovvero 480 V trifase 30 A, ma non ha altre possibilità di ricarica", ha affermato. "E hanno un percorso giornaliero e parcheggiano di notte. Questa è la maggior parte delle flotte con cui lavoriamo attualmente."

Di conseguenza, la soluzione Range sfrutta principalmente l'infrastruttura di aria condizionata esistente presso la banchina di carico per la ricarica notturna o occasionale. La frenata rigenerativa contribuisce alla ricarica mentre il veicolo è in funzione.

Migliorare la stabilità

I rimorchi motorizzati Range contribuiscono anche alla stabilità durante la guida. L'azienda ha recentemente annunciato il completamento dei test invernali per il suo sistema. Range ha affermato che i test hanno convalidato le prestazioni, la sicurezza e l'affidabilità della sua tecnologia in condizioni stradali associate a temperature sotto lo zero.

Condotti nel Michigan settentrionale, Range ha affermato che i suoi ingegneri hanno eseguito test per valutare la capacità del sistema di funzionare su ghiaccio e neve. Sono stati rilevati miglioramenti nello spazio di frenata e nella capacità di contrastare il fenomeno del "jackknifing".

Range ha dichiarato di collaborare con ZF per garantire che il suo sistema si integri perfettamente con i sistemi di frenata e di controllo della stabilità esistenti. I test hanno confermato che questi sistemi lavorano in sinergia per rendere il trattore e il rimorchio combinati più sicuri e facili da controllare.

"Possiamo assistere il trattore sia in accelerazione che in frenata quando la trazione è limitata e controllare la combinazione in modo più prevedibile rispetto a un rimorchio tradizionale", ha affermato Javidan.

Uno degli aspetti chiave dei test è stato il sistema di controllo della trazione interno di Range, che assiste il rimorchio in caso di trazione limitata, ha affermato l'azienda. Le prestazioni di frenata sono state testate per evitare di compromettere il sistema ABS e ottenere una riduzione dello spazio di frenata superiore alle prestazioni di base del rimorchio.