L'ingegno al servizio dell'ambiente

26/04/2021

Il mondo dell’auto elettrica è una tendenza in crescita con sempre più offerte e tecnologie in rapida evoluzione. I bassi consumi, le altissime prestazioni e la minima quantità di inquinamento fanno dell’auto elettrica l’ancora di salvataggio del mercato automobilistico, salvaguardando al contempo l’ambiente. A far da padrone nelle vetture elettriche e nella monoposto di ZED è ovviamente il motore, semplice e compatto rispetto ad un motore a benzina o Diesel. Ma nel particolare come funziona e quale principio fisico c’è dietro il funzionamento del motore elettrico? Un motore elettrico è composto principalmente dallo statore e dal rotore che generano due campi magnetici la cui interazione produce la coppia motrice utile a far spostare il veicolo. Il rotore e lo statore sono entrambi alimentati dalla corrente tranne nel caso brushless (senza spazzole), in cui è solo lo statore ad essere alimentato con la corrente. I motori elettrici possono essere Asincroni e Sincroni e possono funzionare sia in corrente alternata (AC) sia in corrente continua (DC). La sostanziale differenza tra motori Asincroni e Sincroni sta nella differente velocità di rotazione del campo magnetico e quindi dell’albero motore, nel sincrono la velocità di rotazione è rigidamente vincolata alla frequenza della tensione di alimentazione mentre nel motore asincrono la velocità di rotazione dell’asse è comunque minore della velocità di rotazione del campo magnetico rotante legato alla frequenza della tensione di alimentazione. Lo statore solitamente ha 3 serie di avvolgimenti distribuiti mentre il rotore può essere costituito da avvolgimenti distribuiti oppure da magneti permanenti (nel caso dei motori brushless). Un’altra parte fondamentale del motore elettrico è il traferro che serve a consentire la rotazione libera e indipendente del rotore, non è altro che un sottile spessore di aria che funge anche da dielettrico Nel mondo automobilistico quale tipologia di motore è più usato? Sulla maggior parte delle auto elettriche vengono utilizzati motori elettrici sincroni a magneti permanenti (brushless) perché devono lavorare con carichi variabili a diverse velocità e consumano meno corrente. Un caso a parte è la casa automobilistica Tesla Motors che sulle sue auto monta motori asincroni brushless. Non solo la pioniera Tesla, ma anche marchi come Jaguar, Mercedes, Smart e Peugeot, si stanno muovendo verso le e-car e stanno investendo moltissimo su modelli ad energia elettrica. Il 2020 segnerà infatti un anno di passaggio netto per i listini di molte Case. Al di là della parte motoristica bisogna sicuramente menzionare l’elettronica di potenza. Quali sono i dispositivi che gestiscono il motore elettrico? Tra i vari dispositivi vi sono gli inverter, i quali ricevendo la corrente (Dc) dalla batteria dell’auto mettono in comunicazione il segnale del pedale dell’acceleratore con la posizione del rotore rispetto allo statore per dare un orientamento al campo magnetico, l’inverter regola frequenza e intensità della corrente da inviare allo statore. Ampliando il discorso sulla fase di decelerazione (fase di recupero), è presente un dispositivo definito raddrizzatore che converte la corrente alternata prodotta dal motore in corrente continua per ricaricare la batteria agli ioni di litio. Infine quali sono i vantaggi e gli svantaggi nell’usare un veicolo elettrico? Tra i vantaggi annoveriamo:

Tra gli svantaggi abbiamo: Il futuro delle auto è elettrico e i veicoli elettrici potrebbero salvare il pianeta. Non possiamo negare poi che un’auto elettrica non inquini durante il suo uso, ma in realtà si dovrebbe tenere conto di quello che viene definito inquinamento totale del veicolo che consta di voci come: Non risulta quindi scontato eleggere un vincente tra auto elettriche e auto termiche. Il vecchio motore a combustione interna sta incassando vari colpi per via del trend sempre in crescita dei veicoli elettrici, che forse di green potrebbero avere ben poco.



-Mauro Cannistrà