Recupero dell'energia in frenata: funzionamento ed evoluzione

I motori delle auto elettriche possono invertire il funzionamento per recuperare energia in fase di rilascio e frenata. Ecco come funziona il sistema

26 novembre 2018 - 11:00

Quando si parla di efficienza in materia di auto elettriche, ma anche ibride, si tende a pensare unicamente ad aspetti come l'autonomia o l'assenza di emissioni. Ma non è tutto. Efficienza, infatti, significa saper sfruttare al massimo tutte le fasi di funzionamento della vettura per recuperare energia, come la frenata. In fase di decelerazione un'automobile dissipa energia preziosa, che proprio in quest'ottica di ricerca della massima efficienza, i moderni sistemi di recupero dell'energia in frenata sono in grado di recuperare e convertire in energia elettrica da immagazzinare all'interno della batteria, assicurando così, un aumento dell'autonomia totale.

DOPPIA FUNZIONE Nonostante ciò che si potrebbe pensare, il funzionamento dei moderni sistemi di recupero dell'energia in frenata è piuttosto semplice e, soprattutto, non ha nulla a che vedere con il sistema frenante dell'auto. Già, perché a svolgere l'intero lavoro è lo stesso motore elettrico che mette l'auto in movimento. Quando il guidatore rilascia l'acceleratore, e quindi anche quando il pedale del freno non viene premuto, ovvero in tutte le fasi di funzionamento passive, il motore elettrico inverte il suo funzionamento e invece di cedere energia mettendo in movimento le ruote, si trasforma in alternatore recuperando l'energia cinetica ricevuta dalle ruote per generare corrente elettrica che viene poi inviata alla batteria.

LE ORIGINI Come vi abbiamo raccontato nell'articolo dedicato alla storia delle auto elettriche, l'evoluzione tecnologica di questa tipologia di vetture è rimasta pressoché invariata negli ultimi cento anni. Infatti, se si parla di sistemi di recupero dell'energia in frenata, le primissime applicazioni di questi dispositivi risalgono a più di cento anni fa. Una delle prime ad utilizzare questo sistema è stata la Lohner Porsche Mixte del 1900, la prima auto ibrida della storia. Era alimentata da due motori elettrici montati nei mozzi delle ruote anteriori e da un motore termico da 16 CV che alimentava la batteria. Le due unità elettriche erano in grado di recuperare energia in tutte le fasi passive e in frenata, restituendo elettricità alla batteria.

SI COMANDA CON LE LEVE AL VOLANTE Per quanto questo sistema sia ancora in uso oggi senza sostanziali modifiche, la grande evoluzione degli ultimi anni del settore delle auto elettriche ha portato alla nascita di alcuni sistemi di supporto a questa tecnologia in grado di aumentarne ulteriormente l'efficienza. Tra questi troviamo il sistema di controllo dell'intensità del recupero di energia, che permette di scegliere quanta resistenza elettromagnetica deve applicare il motore. Per farlo basta intervenire sui paddle posizionati dietro il volante delle auto che ne sono dotate, quelli che sulle auto alimentate a benzina o diesel servono a cambiare i rapporti di un cambio automatico. Uno dei più evoluti è quello messo a punto da Mercedes sulla EQC, che permette di scegliere fra quattro livello di intensità. In D Auto, il sistema gestisce l'intensità del recupero in maniera automatica, in D+ il recupero è quasi nullo e permette all'auto di muoversi senza inerzia o attriti, in D e D- in recupero è rispettivamente minimo e medio, mentre in D– è massimo, arrivando fino a frenare completamente l'auto.

CON UN PIEDE SOLO La massima espressione di questo sistema è stata portata per la prima volta sul mercato da Nissan con l'e-Pedal. Si tratta di un sistema in grado di variare la resistenza elettromagnetica del motore in base al rilascio dell'acceleratore ed è in grado di arrivare ad arrestare l'auto, senza che il guidatore debba intervenire sul pedale del freno. I vantaggi di questa tecnologia, sono rappresentati dal minore consumo dei freni e soprattutto, dalla totale assenza di immissione nell'aria di polveri nocive generate dal funzionamento dei freni. Ma non è tutto, visti i moderni progressi tecnologici compiuti sul fronte degli Adas e della guida autonoma, un sistema come l'e-Pedal è in grado di interagire con dispositivi quali il cruise control adattivo, per modificare l'intensità del recupero dell'energia in frenata per rallentare ed eventualmente frenare l'auto in base alle condizioni del traffico che le varie telecamere e radar, tengono costantemente sotto controllo.

AUTONOMIA IN PIÙ Ma quanta autonomia si guadagna attraverso il sistema di recupero dell'energia in frenata? Prendiamo ad esempio una delle new entry nel panorama delle elettriche, l'Audi e-tron. Sulla suv elettrica dei Quattro Anelli, il 30% della sua autonomia viene recuperato proprio dalla frenata rigenerativa, secondo le dichiarazioni della Casa. Fino a 0,3 G, corrispondenti a circa un terzo del potere frenante di un'auto, il sistema non utilizza i freni idraulici, ma la decelerazione prodotta dalla resistenza elettromagnetica del motore. In un rallentamento di questa entità, il sistema è in grado di recuperare fino a 220 kWh.

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