Il futuro dell’automobile va sempre più verso la riduzione delle emissioni. L’auto elettrica a prima vista può sembrare uguale a qualsiasi altra vettura ad alimentazione “tradizionale” ma, sottopelle, è molto diversa. Per muoversi non ha bisogno di carburanti fossili e si ricarica come un telefono cellulare: la ricarica può essere effettuata con le colonnine presenti sul territorio oppure con una presa elettrica domestica.
Nel corso degli anni il processo di “elettrificazione” dell’auto ha fatto passi da gigante: con questa parola si intende la progressiva introduzione di sistemi di propulsione elettrici in grado di affiancare o sostituire quelli tradizionali. Un processo che ha dato vita alle auto ibride ed elettriche. Queste due categorie di veicoli comprendono varie soluzioni, a seconda del grado di elettrificazione, che indica il ruolo della parte elettrica rispetto a quella tradizionale. Vediamo le diverse opzioni.
Mild-hybrid
Rappresenta il primo livello di elettrificazione e a voler essere precisi, si tratta di un sistema “borderline”. Questo perché, in realtà, la parte elettrica non esercita un ruolo attivo nella trazione del veicolo, ma si limita a supportare il lavoro del motore endotermico assolvendo alla funzione di generatore e starter che permette il funzionamento del sistema start&stop. Rispetto al motorino classico, è in grado di gestire la ricarica della batteria sostituendo l’alternatore. In più, con cambio automatico o robotizzato, questi sistemi sono in grado di anticipare lo spegnimento del motore principale quando l’auto non è ancora ferma, al di sotto di una velocità che solitamente non supera i 12 km/h. Inoltre, il sistema ibrido è in grado di dare un “boost” di potenza in fase di accelerazione, quando la batteria è sufficientemente carica.
Full hybrid
Nelle full hybrid il motore elettrico e quello a scoppio lavorano insieme più o meno alla pari per garantire migliore efficienza o maggiori prestazioni e hanno una modalità di marcia totalmente elettrica che consente all’auto di muoversi a zero emissioni. Nelle fasi passive, e in alcuni casi anche durante la marcia, il motore elettrico recupera energia per conservare la batteria entro un determinato stato di carica. Generalmente l’autonomia in elettrico di questi modelli non supera i 4/5 km e non possono essere ricaricate “alla spina”.
Plug-in hybrid
Queste vetture sono caratterizzate dalla sigla PHEV e rappresentano l’evoluzione delle full hybrid e hanno come obiettivo quello di aumentare l’utilizzo della parte elettrica mediante la possibilità di ricaricare la batteria anche da una sorgente esterna, di fatto aumentando l’autonomia e riducendo la necessità di ricorrere al motore a combustione interna. Rispetto alle full hybrid hanno una batteria di dimensioni maggiori, generalmente dai 10 ai 15 kWh, e permettono di percorrere in media 50 km in modalità completamente elettrica.
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Elettriche
Caratterizzate dalle sigle EV o BEV (Battery Electric Vehicle), sono veicoli a trazione esclusivamente elettrica, che sfruttano l’energia stipata all’interno di una batteria per muoversi e che per essere ricaricata ha bisogno di essere collegata ad una una sorgente esterna. Le elettriche sfruttano spesso più di un motore per assicurare, ad esempio, la presenza della trazione integrale o semplicemente prestazioni superiori.
Elettriche range extended
Sono auto elettriche in tutto e per tutto anche se a bordo hanno un motore tradizionale con funzione di generatore di corrente. La batteria si ricarica con la spina, ma se la riserva si riduce in marcia c’è la possibilità di attivare il motore a scoppio per produrre nuova energia e aumentare l’autonomia. Dato che il motore funziona a regime costante, i livelli di inquinamento sono ridotti e controllati.
Elettriche fuel cell
Per tanti aspetti sono a metà strada tra le auto elettriche pure e le range extended. Anche se hanno trazione elettrica, usano comunque un combustibile: l’idrogeno. All’interno del motore, questo viene messo a contatto con l’aria in apposite celle sprigionando energia elettrica, che viene poi immagazzinata in apposite batterie e da qui mandata alle ruote per dare trazione al veicolo. In teoria è la soluzione più ecologica ed è considerata una delle più interessanti strade da percorrere verso un futuro a zero emissioni, poiché l’idrogeno può essere ricavato da processi ecologici ed energie rinnovabili. Di contro, attualmente i costi di produzione e la difficoltà di stoccaggio dell’idrogeno a bordo a temperature e pressioni adeguate rappresentano un limite per questa tipologia di vetture.
Come funziona un’auto elettrica
La propulsione elettrica si basa su tre elementi fondamentali: il motore, la batteria e l’unità di gestione della potenza (inverter), ovvero il dispositivo che gestisce i flussi di energia e trasforma la corrente continua in alternata e viceversa secondo le esigenze di motore e batteria. Se la confrontiamo con le auto tradizionali, la batteria sostituisce il serbatoio. La differenza più grande sta nel fatto che in un sistema elettrico il vero motore è la stessa batteria: sostituendo la batteria con una più potente, aumentano performance e autonomia dell’auto.
Automatica senza il cambio
Nelle auto elettriche spicca l’assenza della trasmissione: il motore elettrico fornisce tutta la coppia motrice di cui è capace nel momento stesso in cui si mette in movimento, e potendo raggiungere regimi superiori ai 10.000 giri, è in grado di assicurare un range di velocità adeguato senza bisogno di un cambio con più rapporti. Il motore elettrico, quindi, è collegato alle ruote tramite un riduttore a ingranaggi dal rapporto fisso. Dato che per arrestare un motore elettrico è sufficiente interrompere il flusso di corrente, non c’è bisogno di una frizione che scolleghi la trasmissione. Ci sono solo due pedali (acceleratore e freno) e un comando per selezionare la marcia avanti o indietro, la posizione di “folle” e quella di parcheggio. Anche la strumentazione è diversa: accanto all’indicatore di velocità c’è una specie di voltmetro che raffigura graficamente l’energia erogata.
Si ricarica lasciando l’acceleratore
Il segreto per consumare e inquinare meno è ottimizzare l’energia recuperando anche quella che di solito andrebbe dispersa. Nelle elettriche (ma anche nelle ibride) quando si lascia l’acceleratore il motore inverte il suo funzionamento trasformando l’energia cinetica che riceve dal movimento delle ruote in corrente da restituire alla batteria. Questa resistenza determina anche un effetto frenante che rallenta velocemente l’auto e permette di limitare il consumo dell’impianto frenante.
Due prese di corrente
Le prese per ricaricare la batteria di un’auto elettrica, di solito, sono due: una per la ricarica da fonti domestiche che si collega alle comuni prese di corrente, e una seconda per impianti ad alto voltaggio che permettono di ottenere una ricarica più veloce.