Facciamo chiarezza sulle nuove forme di trazione elettrica

Quante sono le auto “elettriche” e quali sono i sistemi di propulsione, di ricarica, di trazione. Quali sono le differenze tra i mezzi Mild-hybrid, Hybrid Pug-inn, Full Hybrid. Varianti e modelli in commercio per fasce di prezzo.

La tecnologia Mild-Hybrid  prevede la presenza di un  motore endotermico, supportato da un secondo propulsore elettrico,  a 48V, che offre un boost di potenza, utile in diverse fasi della guida e una possibilità di guida per brevi tratti in modalità esclusivamente elettrica. Questo è il sistema più comune attualmente adottato dalle maggiori case automobilistiche, il  Mild-Hybrid, il cui motore elettrico entra in funzione a bassa velocità, o quando si richiede un picco di potenza. Permette un consumo inferiore grazie al lavoro combinato del benzina e/o di quello elettrico. La frenata rigenerativa ricarica la batteria che non necessita di carica esterna.

Una novità al riguardo è la tecnologia HEV (by Honda). Questa prevede tre tipologie di guida:  Electric Drive, Hybrid Drive ed Engine Drive. Il sistema si autogestisce secondo le dinamiche di marcia e il contesto. La differenza rispetto alle altre Mild-Hybrid è che può guidarsi in modalità completamente elettrica per lunghi tratti, grazie ad un innovativo sistema di rigenerazione/ricarica delle batterie e la loro capacità.

La tecnologia MHEV è sicuramente quella che offre i maggiori vantaggi in termini di costi e comodità d’utilizzo. L’ibridizzazione è in questo caso limitata, c’è una batteria e un propulsore elettrico che funziona anche come motorino d’avviamento, alternatore che ricarica il limitato pacco batterie. I motori Mild-Hybrid sono disponibili anche con motore demonizzato Diesel. Offre prestazioni ancora più economiche di un diesel tradizionale ed emissioni pari al motore benzina. Sono pochi i Brand che ci hanno creduto, ma io le cercherei. (Audi A4, A5, A6, A7, A8, Q5, Q7, Q8; BMW Serie 3, Serie 4, Serie 5, Serie 6, Serie 7, Serie 8, X3, X4, X5, X6, X7; Hyundai Kona/Tucson e Kia Ceed/XCeed/Sportage;Jaguar XE, XF, E-Pace e F-Pace; Land (Range) Rover Defender, Discovery; Volvo V60, S90, V90, XC60 e XC90;  Mercedes  Classe C, Classe E, CLS, GLC e GLE).

La tecnologia Plug-In Hybrid  (PHEV) è stata sviluppata mettendo a disposizione oltre al motore a combustione, uno o due motori elettrici, generalmente posizionati nell’asse posteriore. Un abbinamento che prevede oltre ai motori un pacco batterie di grandi dimensioni, normalmente posizionato nel pianale del veicolo. Questo sistema necessita di ricarica tramite colonnina o sistema Home Charge (Wallbox). La vettura si ricarica, come nel caso della Mild Hybrid durante la marcia o sfruttando la frenata, ma avendo i motori una potenza maggiore e batterie di maggiore capacità e un’autonomia maggiore nella guida totalmente elettrica, necessiterà sempre e comunque di una sosta per caricare. Le Plug-in sono auto che permettono di supportare il motore termico o di essere usate autonomamente, in modalità totalmente elettrica. I due (o tre) motori possono lavorare anche insieme (secondo le configurazioni dei diversi modelli) per scaricare in maniera ottimale la distribuzione a terra della potenza dell’auto. Questa possibilità (dato che i motori elettrici sono normalmente posizionati nell’asse posteriore), si traduce in una vettura a trazione integrale ma senza albero di trasmissione. Il motore elettrico nella maggior parte dei casi è un motore sincrono (a magneti permanenti Brushless), supportato da un inverter che ne gestisce il funzionamento (regola frequenza e intensità della corrente da inviare allo statore). lo statore ed il rotore  generano due campi magnetici la cui interazione produce la coppia motrice.

Ci sono poi numerose varianti sull’integrazione dei due sistemi di propulsione: termica ed elettrica. Un  esempio l’ha portato  Toyota  sviluppando un sistema “Hybrid Synergy Drive”che prevede un motore termico e due elettrici, con un funzionamento duale, dove il primo elettrico può funzionare come  generatore di elettricità per caricare le batterie e in una seconda modalità,  lavorando insieme al secondo motore – in parallelo – come propulsori. In questa fase la potenza viene scaricata sulle ruote attraverso un rotismo epicicloidale e un riduttore planetario denominato “Power Split Device”.

Anche la Nissan ha recentemente presentato un sistema differente di ibridizzazione. L’insieme propulsore-benzina e unità Ibrida funzionano in maniera originale, che Nissan ha brevettato. Si chiama e-power ed è differente da tutti gli altri. Sono presenti i vantaggi di un’auto elettrica, riguardo inquinamento, economia, silenziosità e prestazioni, ma col vantaggio di un’auto convenzionale che si rifornisce al normale distributore di benzina. Il motore a benzina infatti c’è,  ma non spinge la vettura, ma funziona come un generatore e ricarica le batterie (o come inverter in caso di batterie esaurite)  fornisce energia al motore elettrico che spinge la vettura. Allo stesso tempo, quando le batterie sono cariche, il motore a benzina (1.5 tre cilindri 158 CV) si mette a riposo. L’auto di fatto viene spinta da un propulsore elettrico da 190 CV.

Macchine totalmente elettriche: Hanno grandi batterie, un peso notevole e una dinamica di marcia un po’ differente rispetto alle auto a cui siamo abituati. Si viaggia nel silenzio assoluto. L’Autonomia WLTP varia dalle dimensioni delle batterie e dalla tipologie di quest’ultime. Altrettanto variabili sono i tempi di ricarica. Ciò che influisce in tal senso è anche il sistema: Wallbox/colonnina di ricarica rapida/Presa Green’Up. L’autonomia, ovviamente, varia anche secondo lo stile di guida adottato e da alcune impostazioni che possono essere definite nell’auto.

Il futuro è elettrico oppure ad idrogeno. Entro il 2025, il 20% di tutte le nuove auto vendute a livello globale saranno elettriche. Si prevede che entro il 2040, l’intero settore dei trasporti potrebbe essere “decarbonizzato” e che tutte le nuove auto prodotte saranno ibride, completamente elettriche o ……….a idrogeno (ma di questo ne riparleremo).