Auto ibride a bassa tensione. Cosa cambia?

L'auto ibrida potrà beneficiare dei sistemi a 48V, scopriamo cosa cambia rispetto alla tecnologia ad alta tensione

30 giugno 2015 - 12:00

Parallelamente al continuo sviluppo del segmento dei veicoli ibridi dotati di motore endotermico e di motore elettrico alimentato ad alta tensione, una delle tematiche più recenti che l'industria automobilistica sta affrontando riguarda l'installazione di un secondo sistema a bassa tensione  (48V), da utilizzare in aggiunta all'esistente impianto tradizionale a 12V. Tale soluzione, secondo le previsioni dei progettisti, dovrebbe essere in grado di offrire discreti livelli di potenza che arrivano fino ai 12 kW (circa 16 CV). Inoltre, i sistemi a 48V non necessitano di quelle misure tecniche di sicurezza richieste dai sistemi ad alta tensione e le basse correnti in gioco fanno si che il sistema non richieda anche particolari accorgimenti in termini di compatibilità elettromagnetica. La configurazione a bassa tensione  riduce i costi e gli investimenti a confronto con le soluzioni ad alta tensione, e dovrebbe mantenere gli stessi vantaggi in termini di efficienza di propulsione, dal momento che l'utilizzo di un sistema elettrico a 48 volt apre possibilità operative fino ad ora appannaggio esclusivo di veicoli dotati di componenti ibridi ad alta tensione. Esse comprendono il cosiddetto crawling – guida a propulsione elettrica nel traffico urbano intenso, ovvero partenza, guida a bassa velocità, e parcheggio utilizzando la sola propulsione elettrica, in aggiunta al boosting elettrico alla partenza e al sailing elettrico – una modalità di guida in cui il motore elettrico garantisce velocità costanti mentre il motore a combustione interna è spento – e il recupero di energia, vale a dire il recupero e l'accumulo di energia durante le decelerazioni.

CABLAGGI PIU' LEGGERI – Il sistema ibrido a 48 volt  apre anche nuove potenziali possibilità per il recupero dell'energia. Per le maggiori capacità di recupero, l'energia cinetica dissipata durante la decelerazione viene reimmessa nel sistema elettrico di bordo sotto forma di energia elettrica. Un ulteriore vantaggio offerto dalle soluzioni a 48V è rappresentato dalla dimensione dei cavi, poiché l'architettura a tale tensione riduce del 75% la sezione dei cavi con conseguenti effetti positivi sul peso, sui costi e sull'ingombro del cablaggio.

LE PROPOSTE DI SCHAEFFLER – Anche Schaeffler ha identificato nei sistemi a 48V grandi potenzialità in termini di efficienza e ha già pronte diverse soluzioni in questo campo. La versione più semplice ha forma di disco, risulta compatta ed è destinata all'ibridizzazione di veicoli a trasmissione manuale. Il modulo viene installato tra il motore e la trasmissione e non richiede né modifiche alla trasmissione né sistemi di raffreddamento. I principali componenti che lo identificano sono un motore elettrico (48V/12kW) e una frizione che sostituisce i tradizionali generatore e motorino d'avviamento. Il cuscinetto di disinnesto frizione disaccoppia il motore a combustione interna e consente al veicolo una guida puramente elettrica. L'assale elettrico modulare a 48V rappresenta invece una soluzione decisamente più evoluta e può essere installato sia all'avantreno che al retrotreno. La soluzione si compone di un motore elettrico abbinato ad una frizione multidisco e ad una trasmissione a ingranaggi epicicloidali. Si tratta di un gruppo molto compatto, a minor costo rispetto alle più complesse realizzazioni ad alta tensione e apre la strada all'ibridizzazione a basso costo. Attualmente questo sistema, di forma cilindrica, ha una lunghezza pari a 235mm e un diametro di 165mm ed è quindi estremamente compatto. Ciò implica che può essere integrato nell'architettura del veicolo senza sacrificare spazio nel serbatoio o nel bagagliaio. Le Case automobilistiche che decidono di installare a bordo un secondo impianto elettrico a bassa tensione possono anche integrare nel veicolo altre funzioni estremamente utili quali attuatori ad alte prestazioni e a rapida reazione per il telaio che permettono la regolazione dell'altezza dal suolo a seconda della situazione di guida, il che ha un effetto positivo sull'aerodinamica del veicolo e quindi sui suoi consumi di carburante. O, in aggiunta, integrare facilmente altre funzioni che portano al limite le prestazioni degli attuali sistemi standard a 12 volt. Queste spaziano dai tenditori delle cinghie, fino ad una serie di elementi di regolazione elettromeccanici per la frizione, lo sterzo o l'assetto.

I LIMITI DELL'IBRIDO – Questa è la panoramica dei potenziali vantaggi che i sistemi ibridi a bassa tensione dovrebbero offrire. Il limite principale rimane la limitata potenza che i relativi motori elettrici possono erogare. Potenza elettrica modesta equivale a limitato ausilio della modalità elettrica nella gestione globale della marcia del veicolo in condizioni reali. Tale abbinamento è stato già sperimentato, con scarso successo pratico, applicando sistemi ibridi ad alta tensione con motori elettrici di modesta potenza. Inoltre, bisogna tener conto dell'autonomia che le attuali batterie sono in grado di assicurare. Le attuali autonomie reali in modalità solo elettrica su gran parte delle ibride in commercio non supera i 2 Km con batterie cariche 100% e velocità di circa 30 Km/h. E con batterie solo parzialmente cariche non è assicurata neanche la funzione crawling, perché il motore termico è costretto ad intervenire subito in fase di partenza.   I sistemi ibridi sono il toccasana in sede di prove di consumo omologato, per dimostrare che tali veicoli consumano poco ed emettono meno CO2, ma tutti sappiamo (come abbiamo più volte spiegato nei nostri articoli), che tali rilevamenti vengono effettuati con procedure (attualmente in fase di revisione) assolutamente irreali e assai lontane dalle normali condizioni di utilizzo dei veicoli su strade aperte al traffico. Le varie prove su strada di vetture ibride da noi effettuate hanno invariabilmente evidenziato che i consumi miracolosi dichiarati dalle Case (e di conseguenza le emissioni di CO2), siano notevolmente lontani da quelli reali.

E QUELLI NORMATIVI – Giova ricordare che alcune Case, negli USA, sono state condannate a pesanti multe per aver dichiarato consumi di carburante non rispondenti alla realtà (vedi il caso Kia e Hyundai). In buona sostanza, ci troviamo di fronte ad un escamotage normativo per rientrare, sulla carta, nei sempre più stringenti limiti di emissioni stabiliti dalla UE. I costruttori per non incorrere nelle pesanti multe previste per chi non rispetta i limiti, sono costretti a mettere a listino almeno qualche modello ibrido o elettrico, facendo in tal modo abbassare la media di CO2 emessa dalla gamma completa. Basta avere in catalogo un modello elettrico per ottenere dei bonus che abbassano la media di emissione di CO2. Che poi l'auto elettrica non circoli perché nessuno l'acquista, pare sia del tutto trascurabile e ininfluente ai fini normativi. Insomma, veri artifici che costano una follia ma del tutto inutili ai fini di una reale diminuzione delle emissioni, attuati con il benestare delle autorità europee in nome di un ambientalismo di facciata. E' di questi giorni l'intervento di Dieter Zetsche, Ceo di Daimler-Benz e membro del Consiglio di amministrazione di ACEA (l'associazione dei costruttori europei) che, in occasione della recente conferenza “Driving Road Decarbonisation forwards”, ha chiesto ai commissari europei sul clima, trasporti e industria, di non scaricare gli oneri e le responsabilità della riduzione delle emissioni esclusivamente sui produttori di auto.

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