Serve davvero un’auto elettrica con autonomia di 600 km?

30 Ott

Prezzo e ansia da autonomia sono i maggiori deterrenti all’acquisto di un’auto elettrica.
E se si scoprisse che è un problema inesistente?

Ansia da autonomia
Il grosso vantaggio di un’auto tradizionale rispetto a un’auto elettrica è che col serbatoio pieno ha un’autonomia garantita di 600-800 km, e per di più in ogni momento si può contare su migliaia e migliaia di distributori di carburante sparsi su tutto il territorio nazionale.
Passando a un’auto elettrica, con la tecnologia attuale non si può contare su un’autonomia garantita di più di 150 km, a volte meno.
Anche se da vari studi risulta che abitualmente i km percorsi quotidianamente da un europeo sono una trentina, a livello psicologico 150 km sembrano “stare stretti”.
Per avere auto elettriche in grado di percorrere 600 km con una sola ricarica bisognerà ancora aspettare qualche anno, se i ricercatori riusciranno infine ad ottimizzare le batterie al litio-zolfo, litio-aria, grafene e silicio che attualmente si trovano nei loro laboratori.
Ma nel frattempo? Siamo per forza obbligati a scegliere O un’auto elettrica O un’auto a benzina?

L’alternativa ibrida
Se vogliamo tralasciare la pur valida opzione delle minicar, la risposta è comunque “no”: le auto ibride, un tempo mercato di nicchia, si stanno ormai sempre più diffondendo, e ne esistono decine e decine di modelli, mentre i modelli di auto elettriche attualmente in vendita in Italia sono solo 5: Nissan Leaf, Smart ED, Citroen C-Zero, Peugeot I-Ion, Renault Fluence.
Inizialmente le ibride erano poco più che un esperimento tecnico, potendo percorrere al massimo 1 o 2 km utilizzando il solo motore elettrico.
Negli ultimi anni, invece, si sono considerevolmente evolute, al punto che esistono ibride in grado di percorrere da un minimo di 30, per certi modelli, ad un massimo di 60 km senza mai accendere il motore a benzina (in questo caso vengono chiamate “elettriche ad autonomia estesa”.
Come è possibile?
Che cosa è cambiato?
Diverse cose: la capacità delle batterie, l’efficienza del motore elettrico, e gli sprechi energetici dell’auto.

L’evoluzione tecnologica
Le prime batterie erano della Toyota Prius eranmo al NiMH (nichel-metal-idrato), ed essendo molto costose erano molto piccole, e contenevano circa 1000 Wh di energia; poichè l’auto consumava intorno ai 200 Wh/km, significava un autonomia in solo elettrico  di pochi chilometri.
Le batterie di oggi sono al litio, più costose ma anche molto più capienti e meno ingombranti, per cui a parità di peso e ingombro possono contenere più energia.
Anche i motori elettrici si sono evoluti negli anni: se 30 anni fa avevano un’efficienza del 70%, nel 2008 avevano raggiunto l’86%; e una maggiore efficienza significa meno elettricità sprecata.
Infine, ci sono state le ottimizzazioni meccaniche: per realizzare un’auto elettrica o ibrida moderna si adottano moltissimi piccoli accorgimenti che, presi singolarmente, permettono di risparmiare solo pochi Wh, ma presi nell’insieme permettono di realizzare un risparmio energetico considerevole: all’ultimo salone di Francoforte è stata presentata un’auto elettrica con consumi di 97 Wh/kg.
Questi accorgimenti riguardano ogni aspetto del veicolo:
servofreno elettromagnetico: anzichè una pompa a vuoto continuamente in funzione, è un’elettrocalamita accesa solo quando serve a potenziare la frenata (Bosch iBoost)
profilo aerodinamico: la forma “a goccia” è la più aerodinamica esistente, motivo per cui le auto tendono sempre più ad assumere questa forma
– minore resistenza dell’aria: rivestendo la parte inferiore dell’auto in modo che marmitta, serbatoio e parti meccaniche varie non siano in vista, impedisce all’aria di insinuarsi tra di esse durante il moto, cosa che alle alte velocità aumenta condirevolmente l’attrito aerodinamico e conseguentemente la potenza necessaria a far muovere il veicolo.
riscaldatori ad alta efficienza: al salone di Francoforte 2013 sono stati presentati riscaldatori con efficienza superiore al 90%, che permettrono di ridurre l’energia necessaria a tenere caldo l’abitacolo d’inverno
pneumatici speciali: alle alte velocità il contributo dell’attrito delle ruote ai consumi globali diventa notevole; per questo motivo la ricerca sta portando allo sviluppo di pneumatici con attriti sempre minori pur garantendo la sicurezza.
Questi ed altri accorgimenti permettono di ridurre drasticamente i consumi: passando da un CdA di 0.35 a 0.30 si passa ad esempio da 4000 a 3700 Watt di assorbimento (a 60 km/h); ridurre l’attrito delle ruote passando da 0.008 a 0.007 permette di guadagnare altri 200 Watt, e usare materiali più leggeri per la struttura del veicolo, alleggerendolo così di 100 kg, si guadagnano altri 100 Watt, e così via.

Consumi cittadini
Infine c’è un altro punto molto importante ma poco considerato: l’enorme differenza tra consumi urbani ed extraurbani.
“Enormi” significa questo: per far muovere un’auto a 130 km/h in autostrada serve una potenza costante di circa 22.000 Watt; la stessa auto, per spostarsi in città a velocità costante di 60 km/h, richiede 4.000 Watt di potenza; è pur vero che in città ci sono molte più ripartenze e quindi accelerazioni, che aumentano i consumi, ma è anche vero che un buon 25% di questa energia può essere recuperata dal sistema frenante dei mezzi elettrici, dal momento che a basse velocità l’energia sprecata dall’attrito con l’aria e con l’asfalto è molto bassa.
Con un assorbimento di 22.000 Watt, per avere un autonomia di 600 km alla velocità di 130 km/h servirebbe una spropositata batteria da 100.000 Wh ​(600*22000/130); con un assorbimento di 4000 Watt, invece, per avere un’autonomia di 100 km a 60 km/h, adatti ad un utilizzo cittadino, bastano 7.000 Wh ​(100*4000/60)
In termini monetari, si tratterebbe di una batteria da 50.000 oppure da 4.000 euro!

La ruota elettrica che trasforma l’auto a benzina in ibrida
Questo significa che, una volta che dovessero effettivamente essere omologati i “kit di retrofit elettrico” annunciati in questi mesi, e del costo intorno ai 1000 euro, basterebbero forse circa 5000 euro per trasformare un’automobile qualunque in automobile elettrica, che si potrebbe tranquillamente usare tutti i giorni senza dover mai accendere il motore a benzina, che verrebbe usato solo nelle poche occasioni di viaggi lunghi: gite domenicali o vacanze.
In questo modo ci si assicurerebbe un risparmio di alcune migliaia di euro all’anno in benzina non acquistata, il che permetterebbe di rientrare dell’investimento iniziale nel giro di un paio d’anni, dopodichè ogni km percorso col solo motore elettrico sarebbe, in sostanza, un guadagno.
In attesa di questi “kit miracolosi”, se mai verranno lasciati arrivare sul mercato, per il momento non resta che accontentarsi delle auto che nascono già ibride in fabbrica, avendo cura di scegliere quelle che sono in grado di funzionare anche solo col motore elettrico e di tralasciare invece quelle in cui il motore elettrico è usato solo per avere più potenza e quindi, in sostanza, consumare di più.

 

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