Da Wired.it :
I video degli Electric Days Digital che illustrano l’evoluzione della elettrificazione da mild hybrid fino all’auto elettrica
Il 10 febbraio, terzo giorno degli Electric Days Digital, che potete seguire in diretta streaming, si cerca di fare chiarezza sulle differenze tra auto elettriche, ibride, mild hybrid e plug-in. Una diversità poco chiara a più di 5 persone su 10 secondo quanto testimonia la video inchiesta Electric Report, pubblicata al lancio di questa manifestazione digitale.
La Mild Hybrid, l’ibrido leggero
La Mild Hybrid Electric Vehicle (Mhev) denominata anche ibrido leggero è il primo step dell’elettrificazione. Non necessita di un punto di ricarica. Questa tecnologia è disponibile sia su motorizzazioni a benzina che a gasolio. Adatta a chi macina molti chilometri al giorno, consente una riduzione di consumi ed emissioni del 10% rispetto a una motorizzazione di analoga potenza e cilindrata.
Nel sistema mild hybrid, una piccola unità elettrica fa da supporto al motore tradizionale. L’auto, quindi, è spinta solo dal motore termico. Si tratta nella fattispecie di uno start/generatore denominato Bsg o Mhsg che sostituisce sia l’alternatore che il motorino d’avviamento. È connesso al motore con una cinghia. L’unità elettrica Bsg non è collegata in nessun modo alle ruote. Il suo scopo è migliorare lo spunto ai bassi regimi. Inoltre, consentire il cosiddetto veleggimento dell’auto o coasting. Nelle fasi di rallentamento, quando si scende sotto i 25/30 chilometri orari, oppure mentre l’auto procede a velocità costante, l’unità elettrica spegne il motore termico e sfrutta l’inerzia per qualche metro.
L’unità Bsg è collegata a un piccolo pacco batteria da 12 a 48 Volt, quest’ultimo nelle cilindrate più alte. La modesta batteria agli ioni di litio immagazzina energia durante le fasi di frenata che restituisce al sistema quando l’unità elettrica entra in azione congiuntamente a quella termica. Questa batteria non rimpiazza quella tradizionale, dedicata essenzialmente ai servizi, ed è solitamente collocata sotto il sedile del passeggero, oppure la seduta posteriore. Dal punto di vista fiscale, le Mhev sono considerate vetture ibride e ci sono regioni che prevedono l’esenzione del bollo.
La Full Hybrid, l’ibrido parallelo
Lo step di elettrificazione successivo è rappresentato dalla Full Hybrid Elettric Vehicle (Fhev o Hev) che rappresenta la prima forma ibrida adottata dall’industria automotive. Questa tecnologia è adatta per chi ama l’idea di viaggiare in elettrico, ma non ha la possibilità o la voglia di confrontarsi con la colonnina. È l’auto ideale per la città caratterizzata da accelerate e frenate. La full hybrid ha un motore esclusivamente a benzina e una o più unità elettriche. Queste, associate a un pacco batteria dedicato, permettono di procedere anche in modalità solo elettrica per una manciata di chilometri.
Nelle full hybrid, sia il motore elettrico che quello endotermico sono connessi all’asse di trazione: ecco perché si parla anche di ibrido parallelo. Quindi entrambi i motori partecipano alla trazione della vettura, ma mai simultaneamente. Come e quando deve intervenire il motore elettrico lo decide l’elettronica. La scelta dipende dallo stato di carica della batteria e dalla pressione che viene esercitata sul pedale dell’acceleratore. Attualmente, nella gran parte delle vetture full hybrid, è presente un solo motore elettrico collocato molto spesso all’interno della scatola del cambio. Questo è sempre di tipo automatico. A separare l’attività dei due motori è presente una frizione che li può scollegare per permettere la marcia in modalità solo elettrica.
La dimensione del pacco batteria inizia a essere rilevante e pesante, intorno ai 100 chilogrammi. Batteria che si ricarica in decelerazione e attraverso il motore termico, che cede parte della propria energia. La fase di scarica e carica è piuttosto rapida, in modo tale da rendere il sistema efficiente. Infine, la frenata rigenerativa provoca un rallentamento molto più accentuato rispetto alle auto a combustione. Le vetture dotate della funzione Brake hanno un effetto frenata ancora più amplificato. Il prezzo delle auto full hybrid è più alto di una a combustione, ma oltre a un risparmio medio di carburante del 30%, bisogna considerare che la full hybrid è esente da bollo in alcune regioni.
La plug-in hybrid, l’ibrido alla spina
La Plug-in Hybrid Electric Vehicle (Phev) hanno il potenziale dell’aiuto elettrica, ma senza essere vincolate esclusivamente alle stazioni di ricarica. Tecnicamente riprende lo schema di funzionamento della full hybrid dove il motore a combustione è coadiuvato da una o più unità elettriche. Nelle sport utility Phev, a volte la motorizzazione elettrica è posizionata sull’asse posteriore. In questo caso possono concorrere contemporaneamente alla trazione, realizzando di fatto un sistema integrale elettrificato. Ma è il pacco batteria molto più capiente a differenziare le plug-in dalle full hybrid. L’autonomia sale così dai 2 delle full ai 50 chilometri e oltre delle plug-in.
La ricarica non avviene solo mediante la motorizzazione a combustione o la frenata rigenerativa. Non sarebbero sufficienti a soddisfare le richieste di un pacco batterie dell’ordine dei 15 kilowattora. Colonnine e wall-box (al limite le prese domestiche) sono necessarie come fonti di energia. Difficilmente si possono collegare alle colonnine fast charge. Non si può pensare d’intraprendere lunghi viaggi basandosi sull’autonomia elettrica. Nel quotidiano la plug-in può far la differenza a condizione che sia carica. Diversamente, il sistema diventerebbe inefficiente a causa della pesantezza del pacco batterie nell’ordine dei 300 chilogrammi.
Ci sono alcune case automobilistiche che oltre alla motorizzazione benzina abbinano il gasolio all’elettrico. In entrambi i casi, le ibride alla spina hanno due imboccature per il rifornimento: una per la pompa di carburante, l’altra per la stazione di ricarica (o wall-box). In questa tipologia di auto, si può preservare la carica per decidere di utilizzare la modalità solo elettrica Ev nei centri urbani o dove si preferisce. Infine i costi. Utilizzando la propria corrente di casa, si spendono mediamente 0,20 euro per kilowattora. Ciò significa che un pieno elettrico di una batteria da 13 kilowattore avrebbe un costo di 2,6 euro.
L’elettrica senza motore endotermico
L’ultimo stadio della elettrificazione è ovviamente la Electric Vehicle (Ev) o Battery Electric Vehicle (Bev). È la meno complessa rispetto alle tre precedenti. È composta da uno fino a quattro motori a loro volta composti da un rotore e uno statore. La coppia motrice del motore elettrico è disponibile d subito, a zero giri al minuto. Ecco perché l’elettronica ha un ruolo fondamentale nel controllo del powertrain. A loro si aggiunge un pacco batterie di capacità elevata. Si parte dai 35 kilowattora impiegati da alcune case automobilistiche asiatiche a salire con autonomie che partono dai 200 chilometri. Ma la direzione è quella di realizzare pacchi batterie da oltre 500 chilometri di range. Dopo motore e batteria, il terzo elemento che caratterizza la macchina elettrica è l’inverter. Ha il compito di trasformare la corrente continua in uscita dalle batterie in corrente alternata adatta al motore.
A seconda del numero dei motori, la trazione può essere a due o a 4 ruote motrici. Di norma, non esiste un vero e proprio cambio. Il conducente si limiterà quindi a spostare la leva in D (Drive) oppure in B (Brake) per avere a disposizione una frenata rigenerativa più intensa. Questa può essere così forte che rende possibile la guida con il solo pedale dell’acceleratore. Questa funzione, ovviamente, preserva l’impianto frenante. Infatti, quando si alza il piede dal pedale si accendono gli stop. L’auto elettrica è molto silenziosa. Sia internamente che esternamente. Ecco perché sotto i 20 chilometri orari è attivo un avvisatore acustico Avas.
L’auto elettrica è più cara delle auto a combustione di paro grado. Una cifra che può superare i 10mila euro che però può essere ripagata dai bassi costi di gestione e di manutenzione. Attenzione ai costi di alcune colonnine fast charge che può arrivare ai 0,79 euro. Se il motore elettrico è tendenzialmente eterno, il pacco batterie con il passare dei cicli di ricarica può perdere in capacità. I tempi di ricarica dipendono dalla tipologia di colonnina e dal caricabatterie della vettura. Si va da una ventina di minuti delle colonnine Hpc per avere a disposizione l’80 per cento a diverse ore.
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