Auto ibride: cosa indicano le sigle P0, P1, P2, P3 e P4?

Le auto ibride possono avere molte sigle, P0, P1, P2, P3, P4, ecc. e pensiamo quindi che sia interessante descriverle per sapere cosa si sta per comprare/noleggiare. Questa varietà deriva dalla posizione del motore elettrico nel powertrain ibrido, una scelta dettata da diverse considerazioni. Le sigle P0, P1, P2, P3, P4 identificano in qualche maniera la “distanza” fra il motore elettrico e le ruote, che decresce andando da P0 a P4. Sappiamo che le automobili ibride uniscono motori a scoppio e macchine elettriche, unità complementari in virtù di “caratteri” molto diversi. I motori a combustione hanno infatti meno coppia ai bassissimi regimi mentre quelli elettrici, leggeri e compatti, erogano molta coppia anche a zero giri e creano il loro “carburante” in rilascio/frenata. Il loro lato negativo è che hanno bisogno di pesanti e costose batterie. Occorre inoltre porre attenzione nel caso si debba trainare un’auto elettrica o ibrida in panne.

P0 e P1: IL MOTORE ELETTRICO INCONTRA QUELLO TERMICO

Abbiamo anticipato che i motori elettrici sono poco ingombranti e questo permette una certa libertà di scelta sul “dove” inserirli nelle auto ibride. Le unità più piccole possono essere montate al posto dell’alternatore e quindi collegate al motore con una cinghia in una configurazione identificata con la sigla P0. Si tratta di Belt-driven Starter Generator (BSG) che agiscono anche come motorino d‘avviamento e generatore. La loro potenza arriva a circa 15 kW e danno un contributo tangibile con modifiche limitate ai powertrain esistenti. Inserendo il motore/generatore all’uscita del motore abbiamo la configurazione P1, che vede la macchina elettrica girare alla stessa velocità dell’albero motore e richiede qualche modifica in più. Anche in questo caso la potenza non è molto alta ma c’è il vantaggio di un rendimento che, vista l’assenza della cinghia di azionamento, può superare il 90%. La sigla PS indica un Power Split, un esempio del quale è il gruppo epicicloidale usato da Toyota (anchela Toyota Prius MY 2019 lo usa): la sua presenza non è obbligatoria e viene usato per smistare la potenza dei vari motori.

LA VERSATILITÀ DELLA CONFIGURAZIONE P2

Cosa accade spostando il motore elettrico fra il motore e la trasmissione? Il passaggio dalla sigla P1 a quella P2, che implica una frizione che disconnette il motore termico, apre molte possibilità alle auto ibride. Si possono aggiornare trasmissioni già esistenti, ad esempio sostituendo al convertitore di coppia il gruppo motore elettrico – frizione. In pratica il motore elettrico è collegato all’entrata della trasmissione e eroga energia al posto di quello termico. La frizione permette di avviare il motore a scoppio, partire da fermo e viaggiare in modalità elettrica senza però trascinarlo. Il sistema con la sigla P2 permette inoltre all’auto ibrida di “veleggiare” con il solo motore elettrico e motore termico spento. La configurazione P2 è versatile: la Porsche Panamera usa una trasmissione ZF che incorpora un motore elettrico da ben 100 kW di picco.

P3 E P4 CONTRO GLI ATTRITI 

Questo cambio è ottimizzato per le auto sportive e permette di mantenere i bassi consumi permessi dai diesel, che sono stati abbandonati da Porsche. La configurazione P3 sposta il motore “a valle” del cambio. In questo modo si minimizzano le perdite, dato che il motore elettrico trascina soltanto la parte finale della trasmissione. Questa soluzione è però un po’ costosa perché costringe a riprogettare buona parte della trasmissione. Le auto ibride con la sigla P4  hanno un motore elettrico che agisce esclusivamente sull’asse non collegato al motore termico: questa soluzione è usata per esempio da PSA. In questo modo si può avere una trazione integrale senza collegamento meccanico con il motore termico. Anche il modo elettrico puro è facilmente ottenibile, basta scollegare la trasmissione “principale” e muoversi usando soltanto l’assale collegato al motore elettrico.

SIGLA P5: IL MOTORE NELLE RUOTE

Ricordiamo poi che lo schema meccanico con la sigla P4 massimizza il recupero dell’energia perché gli organi trascinati sono al minimo e quindi anche le perdite meccaniche fino al motore elettrico. Una curiosità: per le auto ibride (e quelle elettriche) esiste la sigla P5 che indica i motori nelle ruote, una soluzione che azzera la “distanza” e nella quale la Cina ha investito molto. Questa sigla, a differenza di quelle P0, P1, P2, P3 e P4, ha un’applicazione ancora limitata nelle auto di serie.