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Si parla molto delle auto elettriche e, più in generale, dei veicoli elettrici. Ma qualcuno si è mai chiesto cosa ci sia oltre alla batteria? Ovvero, come dalla batteria sia erogata l’elettricità affinché l’auto, o il veicolo, si muova e acceleri? In questo articolo raccogliamo le nozioni di base per chiunque voglia sapere, in modo semplice, cosa stanno comprando oppure semplicemente cosa sta girando per le strade non emettendo rumore “a combustione” ma un delicato ronzio. In termini di spostamento, ci sono cinque componenti principali che differenziano un’auto elettrica da una a benzina o diesel:

  • Caricabatterie
  • Batteria
  • Unità di controllo della potenza
  • Motore/i
  • Equipaggiamento/i 

Il caricabatterie dell’auto elettrica

Contrariamente a quanto si possa credere, ciò che montate sul muro del garage o trovate su un palo al centro commerciale non è il caricabatterie, è l’attrezzatura di servizio per veicoli elettrici che fornisce alimentazione al caricabatterie integrato nel veicolo elettrico. Quel caricabatterie converte l’alimentazione fornita attraverso il cavo di alimentazione in modo che la batteria può immagazzinare e ricaricarsi. Ciò può essere fatto tramite una carica di livello I lenta quando l’auto è collegata a un connettore domestico da 120 volt, oppure a una carica di livello II più veloce quando attinge a 240 volt.

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Eccezione: quando si utilizza un caricabatterie rapido, come un Supercharger Tesla, si tratta di una connessione di alimentazione a corrente continua con livelli di tensione molto più alti di quelli che si possono avere in casa, salvo non si montino dispositivi appositi, ed è per questo che con questo tipo di colonne l’auto si caricia molto più velocemente. 

Una batteria invece della tanica di carburante

La batteria è il cuore di qualsiasi veicolo elettrico. Determina numerosi parametri dell’auto: la gamma di appartenenza (quindi il prezzo), le prestazioni (autonomia e velocità9 e il peso. Sintetizzando, fa la magia ma è anche una maledizione.

La batteria è solitamente disposta come un grande pannello piatto sotto il ventre dell’auto, all’interno del quale ci sono moduli più piccoli contenenti molte celle di dimensione inferiore. Alcune auto evitano la batteria in stile pancia e la modellano più come un bagaglio nascosto nelle cavità della carrozzeria. Ma la forma e la posizione della batteria sono di poca importanza per l’acquirente medio. Tutto ciò che conta è l’autonomia offerta dall’intera vettura.

Batteria Tesla Model 3

Le batterie integrano l’alimentazione, indipendentemente dal fatto che si trovino in una torcia, in un telefono o in un’auto. Ecco perché il caricabatterie deve convertire la corrente per ricaricare la batteria e questo è anche uno dei compiti principali del prossimo componente.

Unità di controllo della potenza

L’unità di controllo dell’alimentazione è un insieme di parti che ha vari nomi e non è qualcosa che le case automobilistiche tipicamente pubblicizzano, ma è importante. Il suo compito più critico è riconvertire la potenza a corrente continua immagazzinata nella batteria in corrente alternata utilizzata dalla maggior parte dei motori elettrici. Questa operazione è fatta con un componente chiamato inverter. Un inverter è un apparato elettronico di ingresso/uscita in grado di convertire una corrente continua in ingresso in una corrente alternata in uscita e di variarne i parametri di ampiezza e frequenza. Gli inverter sono presenti negli alimentatori per notebook, smartphone e persino per gestire il vano accendisigari dell’auto.

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L’unità di controllo della potenza si interfaccia anche la trasmissione e il pedale dell’acceleratore, il pulsante di avviamento e il controller della modalità di guida. E, soprattutto, sovrintende alla rigenerazione, che è il modo in cui un veicolo elettrico ripristina l’energia nella propria batteria durante l’inerzia o la frenata inerziale.

Per esempio, gran parte del successo di Tesla è stata la sua capacità di ottimizzare i vari flussi di potenza e le conversioni che avvengono nei suoi veicoli elettrici, a testimonianza dell’importanza del componente meno pubblicizzato in un veicolo elettrico.

Il motore di un’auto elettrica

Il motore è ciò che fa girare le ruote ma, a differenza di un’auto a combustione, possono essere integrati più di un motore all’interno del veicolo. Più motori possono rendere un veicolo elettrico più veloce, infondergli una sofisticata trazione integrale o entrambe le cose a seconda della configurazione. Non alzate il cofano di un’auto elettrica aspettandovi di guardare un motore dall’aspetto impressionante come avviene con il motore di un’auto convenzionale. Sono in genere compatti e molto spesso non si vedono nemmeno; a volte sono in prossimità degli assi su cui sono montati le ruote.

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È valido confrontare potenza e coppia tra un’auto a gas e una elettrica. Si noti quanto è alta la specifica di coppia su qualsiasi veicolo elettrico perché è parte della natura dei motori elettrici e rende i veicoli elettrici molto scattanti, brillanti e divertenti in accelerazione. Le auto elettriche possono erogare la maggior parte della loro coppia a partire da bassi regimi, mentre le auto con motore a combusione devono essere potenziate per fornire la massima accelerazione. I comportamenti del motore elettrico sono nettamente differenti da quelli di un qualsiasi veicolo a benzina o diesel.

Trasmissione

Non c’è molto da dire poiché i motori elettrici non hanno davvero bisogno di una trasmissione. La natura del loro funzionamento li rende efficienti e potenti su una gamma di giri molto più ampia rispetto ai motori a combustione, quindi non hanno bisogno di sei, sette o anche dieci marce che servono per innestare i giri del motore alla velocità e all’accelerazione desiderata.

Cambio Toyota Prius 2021

Non avendo una trasmissione tipica, un EV ha un selettore della modalità di guida invece di un cambio tradizionale. Nonostante questo per le leggi vigenti, esiste una manopola del cambio, semplificata, che simula il comportamento di un cambio tradizionale al fine di semplificare la vita alle persone. Lo schema di questo cambio è sostanzialmente identico a quello di un’auto con cambio automatico, con le posizioni per guidare (D), fare retromarcia (R), mettere in folle (N) e parcheggiare (P). I controller di guida per veicoli elettrici spesso assumono forme non convenzionali e possono aggiungere una posizione di funzionamento diversa che mette l’auto in una modalità di rigenerazione della batteria (recupero inerziale) più elevata durante la guida.