Nella pinza freno delle elettriche c’è un sensore che cambia tutto

Il sensore di forza frenante Sensata misura la pressione nella pinza in tempo reale e prepara i freni elettromeccanici delle auto elettriche di serie

I sensori Brake Force di Sensata Technologies

Foto di: Sensata Technologies

Fabio Gemelli

Di: Fabio Gemelli

16 ott alle 14:00

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Sensata Technologies, azienda statunitense specializzata in sensori per l'automotive, ha messo a punto un sensore di forza frenante capace di misurare direttamente la pressione di serraggio dentro la pinza del freno. Questa soluzione apre la strada a futuri freni elettromeccanici privi di idraulica di servizio, ancora all’inizio della produzione di serie su pochi programmi mirati.

Il sensore di forza frenante si inserisce direttamente nella pinza e trasmette i dati alla centralina con alta frequenza. Ogni ruota diventa così un canale di controllo indipendente.

La base tecnica è la tecnologia Micro Strain Gauge (MSG), cioè un estensimetro in miniatura che misura quanto si deforma un componente sotto sforzo. È in uso da oltre 25 anni in applicazioni frenanti critiche per la sicurezza ed è già impiegata in sensori per sistemi frenanti idraulici ed elettroidraulici.

Come funziona il controllo per ruota

Nei freni idraulici tradizionali il controllo si basa sulla pressione del liquido nel circuito. I sistemi EMB richiedono invece una misura precisa della forza di serraggio per distinguere una frenata leggera da una frenata d'emergenza e modulare la risposta su ogni ruota.

I sensori Brake Force di Sensata Technologies

Foto di: Sensata Technologies

In pratica la centralina conosce in ogni istante la forza che le pastiglie applicano al disco, non solo quanta pressione c'è nel circuito. La maggiore precisione nella misura, secondo l'azienda, aiuta a rendere la frenata più fluida e prevedibile quando cambia l'aderenza, per esempio su fondo bagnato o con neve.

Il sensore individua anche il punto esatto di contatto tra pastiglia e disco nelle frenate leggere. Questo dettaglio riduce vuoti di corsa e piccoli strattoni che disturbano gli occupanti, migliorando il comfort percepito a bordo.

Meno componenti idraulici, più integrazione

Il sensore si collega direttamente alla centralina della pinza senza connettori aggiuntivi. Questa integrazione semplifica il sistema frenante e riduce i punti potenziali di guasto.

Le dimensioni compatte e il peso contenuto permettono di installarlo senza aumentare l'ingombro o la massa non sospesa all'altezza della ruota. Si protegge così la reattività delle sospensioni, un fattore che conta molto sulla dinamica di guida delle auto elettriche.

Le architetture EMB eliminano in prospettiva componenti idraulici come tubazioni e fluido, con meno complessità produttiva e meno elementi da controllare in manutenzione. Oggi la maggior parte delle vetture usa ancora freni idraulici o elettroidraulici, mentre i primi programmi EMB dry per veicoli elettrici stanno entrando in produzione di serie limitata.

Caratteristica Effetto sul sistema frenante Misura diretta della forza di serraggio Controllo EMB preciso in tempo reale Feedback ad alta precisione Frenata più reattiva e costante Collegamento diretto alla centralina Schema con minore complessità Design compatto e leggero Integrazione senza peso aggiuntivo alla ruota Feedback a livello di pinza Supporto ai requisiti di sicurezza funzionale

Perché interessa ai costruttori

Markus Schwabe, vicepresidente esecutivo e presidente della divisione Automotive di Sensata Technologies, ha descritto così il passaggio tecnologico: "La frenata elettromeccanica rappresenta un cambiamento fondamentale nell'architettura del veicolo, che richiede un nuovo livello di precisione nel sensing e nel controllo".

Schwabe ha aggiunto: "La nostra tecnologia di sensing della forza frenante consente ai costruttori di ottenere un controllo accurato e in tempo reale della forza frenante su ogni ruota". L'azienda collega questa evoluzione alla ricerca di architetture più semplici e di funzioni avanzate come il controllo centralizzato del movimento e la guida autonoma.

Lo sviluppo di questi sensori si affianca ad altri progetti sul ripensamento dei freni per le auto elettriche già in corso presso altri costruttori. I moderni sistemi brake by wire elettroidraulici sono già diffusi su milioni di veicoli, mentre i primi freni elettromeccanici completamente dry iniziano ora la produzione di serie, in particolare su nuovi programmi per veicoli elettrici.

Questa combinazione di elettronica di controllo, attuatori elettromeccanici emergenti e sensori come quello di Sensata va nella stessa direzione dei sensori ad alta precisione per l'autonomia sviluppati da altri fornitori. L’obiettivo è rendere più prevedibile ogni reazione dell'auto quando si frena o si rilascia l'acceleratore.

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