Parole e musica

Quando si presenta una canzone si citano gli autori di parole e musica.

Parlando di auto elettriche il paragone è simile. Di parole ne sono state fatte tante, dagli anni 70 quando la crisi petrolifera chiedeva soluzioni alternative per il trasporto di persone e merci, e i veicoli elettrici sembrava dovessero prendere il sopravvento nel giro di poco tempo. Ne sono state fatte tantissime quando alla fine degli anni 80 lo stato della California promulgò leggi durissime contro l'inquinamento veicolare, e una graduale introduzione di mezzi ad emissioni zero avrebbe dovuto sostituire il parco circolante (uno stato come quello della California può far prendere decisioni importanti ad un costruttore automobilistico, impegnando circa 200.000 nuovi mezzi).

In effetti in tutti e due i periodi storici studi e test erano stati fatti, nei primi anni 90 anche con risultati eccellenti. Nella mia formazione di appassionato del settore, non posso dimenticare quell'esempio straordinario che è stata la EV1 di General Motors.

La EV1 di General Motors

La General Motors devo ammetterlo era riuscita a creare un veicolo eccellente e avanti nel tempo utilizzando solo la tecnologia disponibile all'epoca: cioè con batterie al piombo!

Anche se poteva trasportare solo 2 persone la EV1 (il prototipo si chiamava Impact), poteva arrivare a 100 km/h in meno di 9 secondi, raggiungere una velocità autostradale di circa 130 km/h e coprire distanze fino a 145 km, più che sufficienti per la maggior parte degli utilizzatori che ebbero la fortuna di averla in leasing.

Già perchè il leasing era l'unica forma con cui il costruttore aveva deciso di distribuirla, e il riscatto finale non era previsto, cioè una volta finito il periodo la vettura doveva tornare alla casa madre.

A meno che non conosciate questa vicenda, non immaginerete mai cosa successe alle auto tornate dal leasing: queste erano tutte in perfette condizioni, ma la General Motors decise di distruggerle!

Furono accatastate in recinti chiusi in attesa della loro fine prematura. A nulla servirono comitati e incatenamenti degli utenti per scongiurare questa scelta insensata.

O meglio insensata, un senso lo aveva: l'unico modo per fermare un mezzo perfetto era quello.

Un cimitero di EV1

Se siete curiosi di conoscere la vicenda esiste un film distribuito da Sony Pictures dal titolo "Who killed the electric car?" ("Chi ha ucciso l'auto elettrica", qui in versione con sottotitoli in italiano, non è una versione ufficiale ma non credo esista nella nostra lingua).

Aggiungo che l'auto aveva ABS, controllo della trazione, un climatizzatore a pompa di calore che poteva essere attivato prima di salire a bordo durante la ricarica, caricabatterie a induzione (cioè senza contatti), pneumatici con check system per la pressione, regolatore di velocità, ingresso e power con chiave elettronica. Presentata nel 1991.

Poco tempo dopo la California, sotto pressione dei costruttori di auto, abbandonò quelle leggi.

Adesso basta con le parole, servono i fatti. E i fatti dicono che le auto elettriche possono essere costruite con la tecnologia che esisteva 25 anni fa con risultati straordinari, che possono costare meno di una tradizionale, che non esiste un problema di autonomia vero (ricordate la ricarica in mezz'ora gratuita, o la sostituzione con un pacco carico al 100% in 90 secondi?). E poi le soluzioni se volete fare viaggi lunghi ce ne sono quante ne volete, pensateci bene.

Se andate da un concessionario che le ha a catalogo, parlo di Renault Zoe non ci giro intorno, non vogliono venderle.

Il prezzo parte da 21.650 euro, eh sa di sconti non possiamo farli la provvigione per noi è del 5%, un finanziamento agevolato ha un tasso Taeg del 7% circa, la presa a muro deve essere quella certificata da Renault altrimenti niente garanzia, altri 1.000 euro quasi. Poi ci sono le batterie a noleggio, ho chiesto su un periodo lungo mi hanno detto si poteva fare, il massimo che ho ottenuto è 4 anni con 80.000 km totali vengono altri 100 euro/mese, poi devi rifare il contratto di noleggio, in pratica le paghi fino a quando tieni l'auto. Se la tieni 10 anni, in tutto paghi 12.000 euro di batterie.

Un po' carina la mia auto elettrica... mia per modo di dire, non la prenderei a questi prezzi.

Proprio oggi ho sentito un annuncio alla radio per le auto Seat: tasso zero vero, nessuna spesa di apertura pratica, nessuna spesa di incasso rata, 4 anni di incendio e furto inclusi, 4 anni di manutenzione ordinaria inclusa, 4 anni di garanzia. Si chiama Seat Zero Pensieri. Questi le vogliono vendere sul serio! Capito come si fa?

Un sondaggio dice che il 70% degli italiani comprerebbe una auto elettrica, bene.

Mettiamoci insieme, potrei garantirvi che riusciremmo ad avere l'auto dei sogni cioè esattamente come la vogliamo allo stesso prezzo di una Seat con le stesse condizioni della pubblicità che ho sentito.

E potremmo pagare l'energia per farla andare quasi 0. Fine delle parole.

Adesso la musica. Quella che potete ascoltare finalmente senza alzare il volume perchè il rumore del motore semplicemente non c'è. E potete parlare con i vostri compagni di viaggio senza innervosirvi più perchè fino a ieri urlavano per farsi sentire.

Renault Zoe

Quella che avrete negli orecchi anche se la radio è spenta, perchè non dovrete più preoccuparvi di sostituire i filtri, l'olio, le candele, la cinghia di distribuzione, regolare le valvole e tutto il resto. E anche i pedoni ringraziano, la somma del rumore prodotto da tante auto elettriche è sempre minima.

E poi in questi giorni di calura estiva il motore endotermico scalda ulteriormente, provate a mettere una mano sul cofano dopo aver viaggiato per un paio d'ore. Fatelo poi con una elettrica, che non scalda quasi nulla, non rischiate di arrostirvi e le città avranno qualche grado di temperatura in meno.

Fonte: General Motors, Seat, Ecoblog, Renault

Foto: General Motors, Renault

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

Come funziona una auto elettrica - prima parte

La storia delle auto elettriche a batteria ha origini lontane, gli ultimi anni dell'800.

In quel periodo i motori a scoppio erano inaffidabili, poco efficienti, fracassoni, si avviavano a manovella e la distribuzione del carburante era praticamente inesistente. Motivo per cui l'auto elettrica conobbe un periodo di gloria, almeno fino a quando l'introduzione del motorino di avviamento e la maggiore distribuzione della benzina mostrarono il problema principale di questi veicoli, ossia la scarsa autonomia e la ricarica lenta.

In Italia già nel 1891 in Garfagnana il Conte Carli aveva brevettato un veicolo elettrico per partecipare ad una competizione che si svolgeva alle porte di Parigi, la Parigi-Rouen (trovate maggiori informazioni qui).

Il veicolo elettrico brevettato del Conte Carli, 1891

I veicoli a combustione hanno consentito una mobilità a persone e merci ormai irrinunciabile, ma sono anche tra i maggiori responsabili dei gas inquinanti che coprono le città, ed anche i divoratori del 23% delle risorse mondiali di petrolio.

Un lusso che non potremo permetterci a lungo. Trovare soluzioni alternative per i trasporti su strada è un compito che tutte le case automobilistiche si sono date. Ecco perchè anche l'auto elettrica è stata ripresa, le ricerche sulle batterie intensificate e i limiti tecnici di questi veicoli saranno superati nel giro di pochi anni.

In questa fase è necessaria anche una nuova cultura che spinga per un uso più razionale delle risorse, accettando qualche chilometro in meno di autonomia in cambio di una integrazione maggiore uomo-ambiente.

Dicevamo quindi che le auto elettriche mostrano caratteristiche vantaggiose rispetto a quelle con motore a combustione: hanno una marcia silenziosa e dolce (nessun moto alternativo dei pistoni), sono più facili da guidare (niente cambio nè frizione), più pulite e semplici da mantenere (niente olio e filtri).

Ma uno degli aspetti fondamentali che pone il veicolo elettrico sopra quello tradizionale è senza dubbio il motore elettrico.

Questo è nettamente più efficiente (dal 70 al 95% dell'energia elettrica viene trasformata in movimento, mentre i motori a combustione trasformano dal 15% se a benzina, al 30% se turbodiesel l'energia del carburante in movimento, il restante 70-85% se ne va in calore disperso); con una distribuzione della coppia favorevole che parte dal valore massimo alla partenza, e che quindi rende superfluo l'uso del cambio e della frizione; sovraccaricabile con alti voltaggi senza danni per un periodo breve; composto da poche parti e relativamente più semplice di un motore ICE (un motore elettrico prodotto in 10.000 pezzi costa meno di un motore endotermico prodotto in 1.000.000 di pezzi); estremamente duraturo (alcune tipologie possono durare 2 milioni di chilometri, dopo di che basta cambiare cuscinetti e avvolgimenti e il motore torna nuovo).

Una efficienza così alta si traduce in costi di energia per muoversi molto bassi, consumo inferiore di risorse, riscaldamento minore.

Aggiungiamo altre caratteristiche come minor peso e maggiore compattezza rispetto ai motori a combustione interna (ICE), che permettono una nuova distribuzione delle masse all'interno del veicolo e maggiore spazio a disposizione, e appare chiaro il motivo di come tante aziende nel mondo ormai si cimentano in ricerca e sviluppo in questo settore.

Inoltre ritengo da sempre la trazione elettrica un modo "democratico" per spostarsi: non si è legati ad un monopolio di aziende che controlla il petrolio, ma l'energia che la alimenta può provenire anche da produzione con fonti rinnovabili, idroelettrica, eolica, solare, geotermica, oltre che da combustibili fossili come il carbone o dal nucleare.

Foto: Associazione Antiche Ruote, Kelvin Elettromeccanica