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Auto elettrica o ibrida?
Le automobili elettrificate sono, come abbiamo visto in un precedente articolo, molto apprezzate dal mercato: prima di comprarne una è meglio però capire bene l’auto elettrica e ibrida. I motivi di questo successo commerciale risiedono sia in una certa maggior sensibilità ambientale degli automobilisti sia nella presenza di incentivi statali e locali. Per scegliere con criterio occorre conoscere le alternative e quindi capire l’auto elettrica e ibrida: come sappiamo, la differenza fra le tipologie è infatti netta. Se le elettriche hanno tutte schemi molto simili – una capace batteria che alimenta uno o più motori elettrici – le automobili ibride sono invece una famiglia ramificata.
Apprezzare le differenze per capire bene l’auto elettrica e ibrida
I veicoli ibridi possono differenziarsi sia per la potenza e la capacità della batteria sia per il modo nel quale vengono ‘miscelate’ le potenze del motore elettrico e di quello endotermico. Le ibride più ‘leggere’ sono le Micro, nelle quali l’elettrificazione è in pratica costituita da un alternatore/avviatore collegato al motore; l’aggravio di peso è in questo caso minimo, anche perché si fa a meno del classico motorino d’avviamento. Si ottiene un sistema start/stop molto efficiente e silenzioso – la trasmissione avviene con una cinghia e non con ingranaggi – e si ha in più un recupero di energia in rilascio/frenata quando l’avviatore agisce da generatore ricaricando la batteria a 12 volt o una piccola batteria al Litio. Il motore/generatore assiste l’unità endotermica in accelerazione, attingendo energia dalla batteria che si rigenera in frenata, come avviene ad esempio nelle Fiat 500 e Panda hybrid.
Capire bene l’auto elettrica e ibrida è anche questione di voltaggio
Le ibride Mild sono molto simili ma su una scala più ‘energica’: il motore/generatore è più potente (si parla di una quindicina di cavalli) e per avere questo output si ricorre in genere a sistemi a 48 volt, che implicano una batteria al Litio. Dato che grossomodo la potenza elettrica è data dal prodotto della tensione per l’intensità di corrente si evince che quadruplicando la tensione la potenza si moltiplica per 4 con gli stessi ampere di corrente, cosa che permette di utilizzare cavi non troppo spessi. In questo modo l’assistenza del motore/avviatore è più intensa, così come il recupero di energia, e consumi ed erogazione possono migliorare molto; questa architettura viene usata, per esempio, nella Ford Puma.
Tante specie diverse per l’auto elettrica e ibrida
Aumentando ancora le quantità in gioco – potenza del motore elettrico e capacità della batteria – arriviamo alle Full Hybrid, la capostipite delle quali è la Toyota Prius del 1997. Ricordando il discorso fatto più sopra non ci stupiamo di trovare sistemi che lavorano a più di 100 volt e batterie e motori così prestanti da riuscire a muovere l’automobile senza l’intervento del motore a scoppio. Lo schema di funzionamento è simile a quello delle Micro e delle Mild Hybrid, con la batteria che viene ricaricata in frenata/rallentamento per poi cedere energia in accelerazione, ma è più efficace perché il motore pi potente, alimentato da una batteria più capace, interviene con energia. Questo sistema funziona bene in città, dato che i continui rallentamenti ricaricano costantemente la batteria, ma dà un contributo nullo non appena ci si muove a velocità costante.
L’anello di congiunzione fra l’auto elettrica e ibrida
Aumentando la capacità della batteria a oltre 10 kWh, con presa per la ricarica esterna) e la potenza del motore, che parte da 50/60 kW per arrivare intorno a 100, si arriva alle Plug-in Hybrid, che permettono di guidare per molti chilometri senza accendere il motore a scoppio. In effetti nelle condizioni più favorevoli si riesce a circolare per più di 1 ora in città senza bruciare una goccia di carburante, in una modalità che replica le auto elettriche. La frenata rigenerativa è molto energica – aumenta con la potenza del motore – e si riesce a fare a meno del freno nei rallentamenti non troppo decisi. Questo sistema è usato anche per dare la trazione integrale, ad esempio nelle Jeep Renegade e Compass (qui una descrizione della meccanica) che hanno rinunciato all’albero di trasmissione perché l’assale posteriore è energizzato dall’unità elettrica. Le Plug-in sono piuttosto pesanti e quindi perché possano rendere al meglio è necessario tenere sempre la batteria carica. Capire bene l’auto elettrica e ibrida implica ancora un po’ di ‘studio’: in un prossimo appuntamento vedremo le vetture con range extender e quelle con schemi meccanici particolari.
Nicodemo Angì
