Home Scienza e Tech L’auto elettrica alla conquista dei mercati; caratteristiche e funzionamento

L’auto elettrica alla conquista dei mercati; caratteristiche e funzionamento

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L’esigenza di non inquinare, unita all’economicità di esercizio, spinge le Case Costruttrici di auto ad orientare la produzione sempre piu’ verso l’elettrico.

Vi siete mai chiesti come è fatto un veicolo a propulsione elettrica? Si tratta di un meccanismo molto semplice in quanto consta di una batteria, di un motore e di un inverter. La batteria sostituisce il serbatoio di un’auto a benzina o diesel anche se e’ un organo piu’ complesso, in quanto dalla sua capacita’ e dalla sua qualita’ dipendono le prestazioni di un veicolo elettrico.

Il motore e’ simile ad uno automatico in quanto non ha bisogno di cambio a piu’ marce ma il moto e’ collegato alle ruote tramite un riduttore a ingranaggi dal rapporto fisso. Pertanto vi e’ assenza della frizione. E’quindi privo di trasmissione per cui trasmette tutta la forza motrice dal momento in cui si mette in movimento. Ha inoltre la caratteristica di assorbire potenza dalla batteria in fase di accelerazione e di restituirla ad essa in fase di rilascio.

Nelle auto elettriche vi sono due pedali, freno e acceleratore, ed in piu’ un selettore per inserire marcia avanti e marcia indietro, la posizione neutrale (folle) e la situazione di parcheggio, oltre al freno di stazionamento. La strumentazione comprende il voltmetro (che fa le veci del contagiri) e l’indicatore di stato della batteria, al posto della spia del livello di carburante. Esternamente un veicolo elettrico differisce per l’assenza di marmitta (tubo di scarico).

Come impressioni di guida il motore elettrico dona un’accelerazione istantanea, tanto piu’performante quanto piu’e’ capace; ad esempio la Tesla, Casa americana che punta esclusivamente sulla propulsione elettrica  monta un doppio motore elettrico (uno per asse). Inoltre quando si lascia l’acceleratore il motore inverte il suo funzionamento trasformandosi in alternatore e muta l’energia cinetica in corrente. Per cui si avverte un accentuato effetto frenante che determina un limitato uso dei freni.

I veicoli piu’ moderni hanno esasperato questo sistema adottando il sistema Brake che aumenta la resistenza elettromagnetica. La ricarica delle batterie puo’ avvenire in due modi: o nel garage di casa collegandola d una presa di corrente tramite caricabatteria e richiede 6-8 ore, oppure presso le apposite colonnine stradali ove occorrono non piu’ di trenta minuti per fare un “pieno di corrente” che deve limitarsi all ottanta per cento, limite precauzionale per non rischiare di danneggiare la batteria ed i suoi componenti.

Passiamo ora alla descrizione all’organo piu’ importante del motore elettrico: la batteria e la sua evoluzione. All’inizio degli anni Novanta la Fiat , con la Cinquecento e la Panda Elettra aveva sperimentato modelli di auto elettrica trasformando la motorizzazione tradizionale delle sue utillitarie di quegli anni. Dotata di batterie al piombo ad esempio la Panda con una ricarica di dieci ore garantiva un’autonomia di cento km., troppo scarsa, che unita ad una gestione complessa sconsigliarono di continuare la produzione, lasciandola a mezzi di lavoro come muletti o carrelli porta pallet. Finita l’era delle batterie al piombo si e’ passati a a quelle al nichel ove l’anodo e’ composto da lega metallica mentre il catodo e’ in nichel.

Ben presto queste sono state costituite dalle batterie agli ioni di litio che rispetto alle prime non soffrivano “l’effetto memoria” per cui una ricarica parziale riduceva sensibilmente la capacita’ di ricarica penalizzando le prestazioni del veicolo. Anche se le batterie al nichel (NiMH) avevano una durata piuttosto lunga (fino a otto, dieci anni).Gli accumulatori agli ioni di litio godevano pero’ di una densita’ energetica molto elevata ed erano di dimensioni compatte, cosa che consente di guadagnare in termini di spazio e massa.

A differenza del nichel la vita delle batterie agli ioni di litio si riduce mediamente ai cinque anni. Ma hanno il pregio di essere ricaricate anche solo parzialmente senza essere danneggiate. Un’evoluzione maggiore si e’ raggiunta con le batterie “allo stato solido”, cioe’ ai polimeri di litio che sfruttano una sostanza solida anziche’ liquida. Questi permettono di raggiungere prestazioni piu’ performanti rispetto alle loro dimensioni che essendo contenute consentono maggiore abitabilita’ del veicolo. Queste batterie possono essere alloggiate anche sotto il pianale del veicolo liberando molto spazio. Con l’adozione di tali accumulatori le prestazioni crescono anche del 50%.

Tra le novita’ annoveriamo la batteria a ricarica liquida ideata da una start up bolognese. E’ denominata Nessox e si ricarica facendo il pieno di liquido come in rifornimento di gasolio o benzina. Il vantaggio di tale sistema e’ la velocita’ di ricarica che richiede solo pochi minuti.