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L’elogio della trazione elettrica

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trazione elettrica
La nuova Roadster di Tesla. Dovrebbe essere l'auto elettrica più performante sul mercato
Charxcontrol

Trazione elettrica, questa sconosciuta. Tanti ne parlano, ma pochi ne conoscono tutti i segreti, avendola sperimentata in varie situazioni e su diversi percorsi. Vediamo quindi, con questo articolo, di evidenziare le differenze tra le auto con motore termico e quelle con motore elettrico  dal punto di vista della sicurezza e del piacere di guida, passando per la dinamica di guida attraverso la fisica applicata all’automobile.

trazione elettrica

                            di Emidio Paci 

Le differenze tra un’auto tradizionale ed una elettrica che vengono subito in mente, credo a chiunque, sono:

  • il peso: l’auto elettrica a causa del pacco di batterie che alimentano il motore elettrico, pesa molto di più di un veicolo termico;
  • il baricentro, che nelle auto elettriche è più in basso, grazie alle batterie montate al di sotto del pavimento della vettura;
  • la coppia del motore, che in un’auto tradizionale non è costante per tutto l’arco di funzionamento, ma solo in un range ben preciso di giri del motore, mentre in un veicolo elettrico è costante, tant’è che il cambio è superfluo;
  • lo spazio interno, che è maggiore in un’auto elettrica, progettata ex-novo a parità di ingombri esterni, grazie all’assenza del serbatoio del carburante o bombole per il gas e grazie all’assenza di tunnel per accogliere alberi di trasmissione, per non parlare della compattezza e versatilità del motore elettrico, che può essere montato indistintamente sull’asse posteriore o anteriore e addirittura su ogni ruota.

La fisica applicata alla trazione elettrica

Un corpo si dice libero da forze esterne, quando si trova in uno stato di riposo.

Non è il caso dei veicoli stradali, che invece sono in movimento e soggetti alle leggi della fisica.

Un veicolo in genere è composto da masse sospese ( scocca, sedili, motore, batterie delle auto elettriche…) e masse non sospese (pneumatici, sospensioni…).

La tenuta di strada, la frenata ed il cambio di direzione di un veicolo sono affidati principalmente agli pneumatici, ma a giocare un ruolo fondamentale nella dinamica del veicolo, sono anche le masse sospese.

Baricentro, centro di rollio, trasferimenti di carico

Nelle vetture, si identifica un baricentro ( o centro di massa) globale, che è un punto all’interno della vettura stessa, in cui si considera concentrata la massa del corpo vettura.

Quanto più il baricentro sarà basso, tanto più sarà elevata la tenuta di strada, con evidenti benefici in termini di dinamica di guida, piacere e sicurezza.

Il centro di rollio invece, è il punto intorno al quale il veicolo si muove, in senso laterale, quando gira ed in senso trasversale, quando accelera o frena.

Il baricentro in un’auto, si trova sopra al centro di rollio e la distanza tra i due deve essere tale da garantire il giusto equilibrio; minore sarà questa distanza, più l’auto sarà piantata a terra.

In un’auto elettrica, questa distanza è minima, se pensiamo che le batterie si trovano sotto ai sedili dell’auto.

Ecco perchè la trazione elettrica neutralizza gli effetti del maggior peso

Queste riflessioni tecniche, acquisiscono un valore maggiore, alle velocità più sostenute e sotto due aspetti: lo spazio per annullare la velocità, quindi la frenata ed i trasferimenti di carico che si creano, quando freno (beccheggio) o quando giro (rollio in curva). I trasferimento di carico da una parte all’altra, crescono in funzione della velocità.

Per fare un esempio: tra viaggiare a 70 km/h o viaggiare a 91 km/h, c’è una differenza di velocità, pari al 30%, ma la differenza degli spostamenti di peso (trasferimenti di carico) è molto, molto superiore al 30%, in quanto i kg che vengono spostati, possono addirittura raddoppiare.

Se chiediamo ad un pilota, qual è il maggior difetto di un’auto, lui risponderà, il peso, ed ha ragione, ma se parliamo di un veicolo elettrico, dobbiamo considerare che il peso maggiore rispetto ad un veicolo tradizionale è neutralizzato dal baricentro basso e dalla distanza minima tra il baricentro ed il centro di rollio, quindi, “pari e patta”. Chi teme che un veicolo elettrico mortifichi il piacere di guida e non sia dinamicamente sicuro, può ricredersi dopo aver letto queste considerazioni e stare tranquillo. I veicoli elettrici sono divertenti da guidare e sicuri!

Perchè la trazione elettrica migliora la sicurezza attiva

Tutte le macchine, dal 2004, sono dotate di ABS, che non ha bisogno di presentazioni, ma ricordiamo che è il sistema che impedisce il bloccaggio delle ruote nelle frenate d’emergenza, permettendo di ridurre gli spazi di frenata e di poter continuare a governare il veicolo, mentre si sta frenando al massimo. Poi è arrivato il controllo di trazione in tutte le sue declinazioni, che evita il pattinamento delle ruote motrici, quando si esagera col gas, soprattutto sui fondi sdrucciolevoli. Dal 2014, tutte le vetture stradali hanno l’ESP, il controllo della stabilità, che fà miracoli, ovvero impedisce che il veicolo sbandi a meno che non si superino le leggi della fisica.

Dopo questa panoramica, vi dico dove voglio andare a parare…

L’ESP, funziona anche, ma non solo, grazie ai sensori dell’ABS, frenando, la o le ruote necessarie a creare una coppia di imbardata (rotazione della vettura intorno al proprio asse) contraria, affinché il veicolo riprenda a seguire le istruzioni che il guidatore ha impartito con il volante, e lo fa egregiamente.

Pensiamo ad un’auto elettrica con un motore per ogni asse o addirittura con un motore per ruota. Quante possibilità in più abbiamo per far funzionare i sistemi di sicurezza attiva? Tante! Posso usare i motori elettrici per modificare/migliorare continuamente, la dinamica del veicolo, elettronicamente, ad esempio, anticipando in modo attivo, ovvero prima che avvenga la sbandata, l’intervento dei sistemi, agendo velocemente su ogni singola ruota o ogni singolo asse, grazie alla presenza dei motori elettrici, oppure, ancora, gestire il freno motore in frenata per agevolare l’inserimento in curva.

I motori nelle ruote? Tanti benefici ma il problema dei carichi non sospesi

Alcune di queste cose mirabolanti, si fanno già anche con auto termiche, ma con un’elettrica il ventaglio di possibilità è maggiore e la velocità di intervento, più alta, per un’esperienza di guida ancor più sicura. Si và praticamente sui binari, grazie ad “un’esperienza Torque Vectoring” evoluta ed esaltante.

E’ più facile intervenire elettricamente, che meccanicamente, anche perché, le risposte sono più rapide e precise e poi ci si libera di tante parti meccaniche che ingombrano, pesano ed a volte sbilanciano quelli che sono gli equilibri dinamici.

Alcune aziende, lavorano anche per avere un motore elettrico all’interno di ogni ruota, ma con benefici e svantaggi. I benefici sono sicuramente l’eliminazione di tante parti meccaniche, ma con lo svantaggio di aumentare però, il peso delle masse non sospese; problema di non secondaria importanza, se pensiamo che oggi, i progettisti fanno di tutto, per diminuire il peso delle ruote e delle sospensioni… Vedremo! Sarà dotato di questa tecnologia, il Lordstown Endurance, di cui abbiano accennato nell’ articolo sui Pick-up elettrici.

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21 COMMENTI

  1. Aggiungo qualche video preoccupante che mostra quanto il peso della batteria, anche se collocato in basso, sia deleterio per la stabilità del veicolo elettrico e quanto annulli i vantaggi di un controllo “fine” della trazione (che, come scritto, solo poche case sanno mettere davvero a punto, ovvero Tesla e Porsche).

    A titolo di esempio guardate quanto è penoso il comportamento della ID4 nel test dell’alce https://youtu.be/aBNvLe-BF7Q rispetto a quello della Tiguan https://youtu.be/faw9NeBM3n0 (a ennesima, definitiva dimostrazione che il progetto ID di Volkswagen è estremamente deludente e non all’altezza del brand ma neanche di un veicolo moderno). Chiaramente l’elettronica non riesce a fare miracoli mentre il bisonte lotta con l’assetto precario, le sospensioni inadeguate, il peso mastodontico … e guidare una elettrica, in particolare un SUV, è come guidare un tir …

  2. Io ho la 500 e devo dire che è proprio un go-cart , mi spiace solo per la trazione anteriore, che ho sempre odiato.
    Vedremo quest’inverno come si comporterà sulla neve.

    • 500e è stata elogiata da km77.com per la sua bella prestazione. Supera il test dell’alce a 75 km/h [ https://www.youtube.com/watch?v=hnL9uuejUl8 ] peggio della Renault Twingo elettrica [ https://www.youtube.com/watch?v=Rha2xXsQG1E ] che fa 77 km/h (ma è più leggera). Comunque il giudizio è molto positivo anche perché bisogna guardare oltre il semplice numero e vedere anche la reazione dell’auto (quanto si imbarca, quanto diventa pericolosa, etc.) e la 500 elettrica ne è uscita bene.

      • Ho avuto una ventina di auto di tutti i tipi e di tutti i modelli da auto sportive a SUV a fuori strada, berline e station wagon cyticar si se tengo la 500 del 57, e la maggior parte senza nessun controllo neanche ABS, quindi da quando o sapevi guidare o uscivi dritto, io non posso che parlar bene della mia 500e ma non faccio testo, perché il 90% delle volte i controlli quando intervengono mi mettono in pericolo, perché se io preparo l’auto per una certa manovra il controllo va in crisi, sarò io sbagliato ma su oltre il milione di km ho fatto solo un incide in torto un motivo ci sarà.

        E la 500e posso affermare che è molto stabile, test montagna visto che sono le mie strade.

  3. Concordo in parte con l’articolo. Ho guidato una Nissan Leaf e nella guida sportiva i limiti erano notevoli: non solo il rollio c’era (non esagerato ma c’era) ma i pneumatici andavano subito in crisi. La percorrenza in curva e la frenata li ho trovati peggiori rispetto ad una termica, i vantaggi della batteria bassa non compensavano i vantaggi del peso extra. Certo, la percorrenza in curva risultava veloce ma questo grazie alla coppia e alla potenza del motore, sempre disponibile, che consente di fiondarsi fuori. Ma i pneumatici fischiavano di continuo e il telaio non sopportava le sollecitazioni. In pratica, rispetto ad una normale Clio, la Leaf fa pena in curva, quasi “pericolosa”.

    D’altro canto, so che Tesla e Porsche al contrario vantano una messa a punto incredibile che rispecchia appieno i vantaggi attesi in questo articolo. Non a caso ottengono grandi risultati anche in pista.

    In sintesi: l’elettrica PUÒ sfruttare determinati aspetti per andare forte e anche più forte di una termica ma questo implica che il costruttore si impegni in tal senso, con scelte oculate. Altrimenti il risultato è deludente …

    • Se tu avessi la stessa macchina.. La leaf con motore termico ti accorgersi che la versione elettrica è nettamente migliore… Ovviamente se fai il confronto con un altra macchina le variabili sono molte… Anzi direi troppe per un confronto di questo tipo per poter dire se va bene o no

    • Io ho fatto il paragone con la Zoe tenuta per una settimana, e devo dire che in curva si presta veramente male, faccio il confronto con la mia fiesta st. Ovviamente come hai scritto tu citando tesla e porsche, quando mi è capitato di guidare una tesla era tutt’altra cosa.

  4. Ma alla fine, all’atto pratico, una ev con trazione anteriore come si comporterà su una salita o discesa innevata?
    Per me sarà una questione reale che scoprirò questo inverno… ma con un po’ di timore non sono ancora riuscito a trovare un articolo “di conforto” sul tema.
    Qualcuno ha mai provato concretamente ciò, o sa anticipare come si comporterà una ev in simili condizioni?

    • Sulla neve devi avere le invernali o le catene una velocità adeguata, soprattutto in discesa. Meglio se l’elettrica sia dotata di una modalità snow (se non ce l’ha abilita la eco al massimo risparmio): l’eccessiva coppia può mettere in crisi l’aderenza su fondi con scarsa aderenza. Inoltre verifica che la batteria non sia carica al 100% quando vai in discesa altrimenti l’auto disattiva il recupero energia e sei affidato ai debolissimi freni dell’elettrica, addirittura a tamburo su alcuni modelli.

      • Grazie mille Enzo, l’auto è una Kona con freni a disco e modalità eco disponibile (grazie per il suggerimento) . Naturalmente avrà gomme da neve… ma speravo di riuscire a evitare le carte.

    • Per certo si comporta meglio di una termica… Ma sulla neve attenzione alla modalità di rigenerazione… Meglio evitarla in certe situazioni.. Tipo salite e discese

    • Avevano fatto un confronto panda 4×4 vs tesla model y, però su uno sterrato pieno di fanghiglia. La tesla model y ha la trazione integrale e gli ammortizzatori a gas regolabili, ma nonostante ciò ne è uscita male. Ovvio che sono paragoni un po’ a cavolo ma possono rendere un po’ l’idea.

  5. Trovo l’articolo piuttosto esauriente nel trattare la “fisica” di un automezzo, aggiungerei solo un accenno al fatto che il controllo di trazione è forse ancora piú importante in un motore elettrico per via della sua coppia a zero giri. Credo che il problema del peso diventerá man mano meno importante, dopotutto giá adesso quello della Dacia Spring è paragonabile a quello delle equivalenti termiche.

  6. Mi permetto di aggiungere che anche la distribuzione dei pesi tra asse anteriore e posteriore è in genere molto vicina al 50/50 % nelle auto elettriche mentre è molto più difficile da ottenere sulle auto tradizionali, con il peso generalmente spostato sull’asse dove si trova il motore.

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