Come funziona una auto elettrica - seconda parte

In vari siti si trovano informazioni sul funzionamento di una auto elettrica, e degli elementi che la compongono.

Nel sito Nissan ad esempio (che trovate a questa pagina), si dice che la tecnologia è stata perfezionata tanto che le auto elettriche sono ora più pratiche, più potenti, più veloci e più rapide da ricaricare che mai. Questo è vero, ma porta alcune conseguenze che molto spesso i venditori non raccontano (oppure proprio non le sanno, il passaggio dalle auto tradizionali a quelle elettriche richiede un pò di conoscenza del settore). Analizzeremo più avanti i pro ed i contro delle più recenti soluzioni.

Adesso vediamo quali sono i componenti chiave di un veicolo elettrico tipo:

- Connettore - dove inserire il cavo da collegare alla presa di corrente per la ricarica;

- Inverter potenza - trasforma la corrente continua delle batterie (DC) in corrente alternata per il motore (AC);

- Trasformatore/convertitore DC/DC - converte la tensione in corrente continua ad alto voltaggio dell'inverter in corrente continua a 12V per i servizi (luci, frecce, radio, ecc.);

- Caricabatterie - converte la corrente alternata 220V alla presa in corrente continua ad alto voltaggio per ricaricare le batterie;

- Motore elettrico - il cuore del sistema di trazione, converte l'energia elettrica in movimento;

- Riduttore - riduce la velocità di trasmissione da un alto numero di giri nel motore ad un valore molto più basso adatto alla velocità massima che si vuole far raggiungere al veicolo. Il rapporto è fisso, sia nella marcia avanti che in retromarcia.

Estrima Birò, progettazione EV senza schemi tradizionali

Un sistema di trazione così diverso dal solito presuppone una progettazione ad hoc; l'auto elettrica (ma lo stesso discorso posso applicarlo ad altri veicoli elettrici siano scooter o autobus), per ottenere tutti i vantaggi derivanti dall'adozione del motore elettrico e delle batterie deve essere progettata intorno a questi, non può semplicemente ridursi a una trasformazione di vettura con motore ICE in EV.

Il peso eccessivo, la concentrazione di parti rigide dove non serviranno più (il motore è molto più compatto e potrebbe essere vicino alle ruote eliminando anche il differenziale), e la mancanza di rigidità proprio dove sarà chiesta (i contenitori delle batterie, pesanti da 1 a 4 quintali), sconsigliano fortemente l'utilizzo di piattaforme nate per altri usi.

Alcune case automobilistiche hanno lanciato sul mercato dei modelli EV interessanti: cinque posti più bagagli, uno stile finalmente di gran livello come finora non si era visto, autonomie di 150 km e oltre, livello di comfort elevato, manutenzione semplice e prestazioni oltre le aspettative.

Nissan Leaf, auto dell'anno 2011, utilizzata a Londra come taxi

Quasi tutte offrono la possibilità di ricarica veloce, fino all'80% della capacità in mezz'ora da apposite colonnine ad alto voltaggio, oltre al metodo standard da presa casalinga in 8-10 ore per il 100% di energia.

In ogni caso dobbiamo essere onesti con noi stessi: la migliore batteria attuale, ma anche quelle che verranno, non potrà mai competere con la densità di energia contenuta in un litro di benzina. La progettazione dei veicoli elettrici deve non solo usare la migliore tecnologia di batterie disponibile, ma anche sull'ottimizzazione dell'energia da queste accumulata.

L'efficienza del sistema di trazione assume così una importanza strategica, così come la riduzione del dispendio di energia dovuta alla resistenza aerodinamica e all'attrito dei pneumatici, il recupero di energia cinetica in frenata o discesa, la riduzione dei pesi, tutti aspetti sottovalutati fino ai giorni nostri.

Un altro aspetto determinante ai fini del consumo di energia e quindi dei km percorribili, riguarda i sistemi ausiliari, prima fra tutti la climatizzazione dell'abitacolo. Specie in inverno, l'energia richiesta per scaldare l'interno della vettura può arrivare al 30-50% di quella totale.

E' vero che fino alle ultime generazioni di automobili elettriche i sistemi di riscaldamento erano di tipo convettivo, mentre veicoli usciti dal 2011 ad oggi impiegano climatizzatori più efficienti o pompe di calore simili a quelle dei sistemi casalinghi con split. Con tali tecnologie la richiesta di energia è meno spinta, utilizzando un 15% dell'energia in fase di condizionamento estivo, e un 20% dell'energia in fase di riscaldamento invernale. 

Fonte: Nissan.it, "L'auto elettrica, la tecnica e le prospettive" Pietro Menga - ed. Delfino 1979

Foto: Nissan, Estrima