Mobilità sostenibile: autoveicoli ibridi ed elettrici

Economia Verde – Circolare n. 1/2013
10 gennaio 2013
TECNOLOGIE
A cura di:
Ing. Nicola Galli
Mobilità sostenibile: autoveicoli ibridi ed elettrici
I motori termici a ciclo Otto (benzina o gas) o a ciclo Diesel (gasolio), in oltre un secolo, hanno avuto
un’evoluzione straordinaria in termini di efficienza, affidabilità, silenziosità, emissioni. Tuttavia, i problemi della
nostra era richiedono ulteriori e più incisivi miglioramenti.
Emissioni
MOTORI
TERMICI
 Emissioni reali per veicoli benzina da
80-100 kW sono 150-200 g CO2/km
 Emissioni reali per veicoli Diesel
analoghi 120-160 g CO2/km
Queste incidono sul
riscaldamento globale
del pianeta.
L’inquinamento locale, che interessa invece le aree urbane, presenta le maggiori criticità
per veicoli Euro 5 benzina in fase di avviamento (catalizzatore freddo) per idrocarburi
incombusti (il benzene è cancerogeno) e per veicoli Diesel Euro 5 per NO x, SOx e
particolato.
Vantaggi
TRAZIONE
ELETTRICA
Svantaggi
 Emissioni atmosferiche nulle.
 Silenziosità.
 Funzionamento automatico (la curva di coppia del motore elettrico
non richiede cambio e frizione).
 Ciò che ha frenato finora la commercializzazione di veicoli stradali
elettrici è l’elevato costo delle batterie leggere (litio) o gli elevati
ingombri e pesi, oltre alla ridotta autonomia, delle batterie meno
costose (piombo, nichel).
 Altro svantaggio è rappresentato dalle emissioni delle centrali che
producono l’energia elettrica per farli funzionare.
Solo la generazione di energia da fonti rinnovabili risolverà il
problema ambientale, insieme al risparmio energetico che, in
campo veicolistico, ha ancora ampi margini di applicazione.
In attesa di nuove tecnologie di accumulo, attualmente l’auto
elettrica è troppo costosa e occupa nicchie secondarie.
SOLUZIONE
MISTA
Auto ibride
 La soluzione mista (auto ibride) con motore termico e motore elettrico è la più
interessante, poichè i due motori hanno caratteristiche diverse che si integrano
perfettamente.
 La somma delle curve di coppia dei due motori risulta ottimale per la trazione, sia allo
spunto e a bassa velocità dove interviene l’elettrico, sia alle alte velocità e alla richiesta
di grande potenza più consone al motore termico.
Vantaggi
Le auto ibride hanno notevoli vantaggi di consumo, emissioni,
silenziosità, prestazioni, affidabilità, manutenzione, con aumento di
costo limitato rispetto al solo motore termico.
Vi sono varie classi di sistemi ibridi, a seconda che prevalga il motore termico o
l’elettrico, con batterie e costi che crescono più ci si avvicina alla trazione elettrica pura.
FUTURO
DELLA
TRAZIONE
 Il futuro della trazione si sposterà sempre più dal motore termico all’elettrico.
 Prevarrà il sistema di alimentazione meno costoso e meno inquinante fra:
- batterie di grande capacità e bassi pesi e ingombri (la ricerca dà prospettive
incoraggianti);
- sistemi di trasmissione di potenza elettrica senza fili (direttamente dalla strada al
veicolo);
- celle combustibili a idrogeno (a lungo ipotizzata come soluzione vincente, ma
ultimamente frenata da una serie di considerazioni su investimenti, costi, rischi).
Economia Verde – Circolare n. 1/2013
10 gennaio 2013
Mobilità sostenibile: autoveicoli ibridi ed elettrici
Mild Hybrid
(segue)
 Veicoli con un piccolo motore elettrico che aiuta il motore termico
in partenza e in accelerazione con batterie al nichel o agli ioni di
litio, ricaricate dai freni elettrici.
 Riduce consumi ed emissioni nell’uso urbano.
 Honda Jazz, 65 kW totali, da € 19.000, Insight, 65
kW, da € 23.950,00 e CR-Z, 91 kW, da € 22.000,00
Esempi
- consumi dichiarati ciclo misto 4,5÷5 l/100km.
 SUV e alta gamma di Audi-Vw, Bmw, Mercedes,
Porsche, Volvo, Infiniti.
Il motore elettrico ha potenza analoga al motore termico e le batterie
(al nichel metal hidruro per contenere i costi sui modelli mediopiccoli oppure agli ioni di litio) gli consentono di funzionare anche da
solo per 2-3 chilometri, seppure a velocità ridotta.
Full Hybrid
Esempi
AUTO
1
IBRIDE
Full Hybrid
Plug-in
Prius Plug-in con pacco batterie agli ioni di litio per 25 Km elettrici a
85 Km/h, da € 39.600,00, consumi dichiarati a ciclo misto 2,1
l/100km.
Full Hybrid
Diesel
Peugeot 3008 Hybrid4, da € 35.000,00, e 508 RXH Hybrid4 da €
43.000, 147 kW totali, consumi dichiarati ciclo misto 4,1 l/100km;
Cytroen DS5 con motori Diesel a trazione anteriore ed elettrico a
trazione posteriore, 147 kW totali, da € 37.850,000, consumi
dichiarati ciclo misto 3,8 l/100km.
Extended
range
 Veicoli a trazione solo elettrica con batterie al litio con autonomia
limitata (per contenere i costi delle batterie) e gruppo elettrogeno
termico che ricarica le batterie aumentando l’autonomia fino ad
oltre 500 km.
 GM Volt da € 44.350,00 e Opel Ampera da € 45.500,00 con
elettrico 111 kW e batterie agli ioni di litio per 60 km e gruppo
elettrogeno termico per autonomia oltre 500 km, consumo
dichiarato combinato 1,2 l/100km.
Caratteristiche
Trazione solo elettrica con batterie litio-polimeri con autonomia di
100-200 Km.
AUTO
1
ELETTRICHE
Modelli
Nota
1
 Toyota: Yaris, 74 kW, da € 17.800,00, con benzina
ciclo Atkinson 1,5 l; Prius da € 27.500,00; Prius+ da
€ 30.400,00; Toyota Auris da € 22.600; Lexus 200
a € 29.900 - tutte con benzina 1,8 l Atkinson ed
elettrico per 100 kW totali - Consumi dichiarati ciclo
misto 3,5÷4,4 l/100km.
 Lexus berline lusso e SUV con 6 e 8 cilindri benzina
ed elettrici da 220 a 330 kW totali.
iMIEV di Mitsubishi, 47 kW
iOn Peugeot, 49 kW
C-Zero Citroen, 49 kW
Nissan Leaf, 80 kW
Renault Twizy, 8 kW
Tutte
Renault Fluence, 70 kW con batterie
Renault Kangoo, 44 kW a noleggio
Da €
Da €
Da €
Da €
Da €
Da €
Da €
Dati raccolti dai siti Internet ufficiali delle case automobilistiche il 15.12.2012.
36.803,06
30.387,00
28.321,40
38.500,00
7.800,00
28.500,00
20.200,00