L'interesse verso la mobilità elettrica è in forte crescita, con un numero sempre maggiore di automobilisti che scelgono veicoli elettrici al posto delle auto tradizionali. Questo articolo offre una panoramica completa sul funzionamento, i componenti, la manutenzione e i vantaggi dei veicoli elettrici (EV).

Introduzione alla Mobilità Elettrica

Le auto elettriche stanno diventando sempre più popolari tra gli automobilisti che desiderano ridurre la loro impronta di carbonio. Tuttavia, c'è ancora molta confusione riguardo alle auto elettriche. I veicoli elettrici si dividono in tre diverse tipologie:

  • BEV (Battery Electric Vehicle): Veicoli esclusivamente alimentati ad energia elettrica.
  • PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle): Veicoli dotati sia di motore a combustione che elettrico.
  • HEV (Hybrid Electric Vehicle): Veicoli in cui la trazione elettrica è attivata dal motore a combustione e non può essere ricaricata da fonti di energia elettrica. Le ultime due rientrano nel macrogruppo delle ibride.

Componenti Chiave di un Veicolo Elettrico

A differenza dei motori a combustione interna delle auto tradizionali, i motori elettrici hanno una struttura più semplice, composta da uno statore e un rotore. Questi componenti ricevono l’alimentazione dalla batteria e generano campi elettromagnetici che mettono in movimento le ruote, consentendo al veicolo di muoversi. I motori elettrici possono funzionare con corrente continua o alternata, a seconda del loro design. Alcuni motori universali sono in grado di utilizzare entrambe le tipologie di corrente. La principale differenza riguarda il tipo di rotore e l’uso di un dispositivo inverter. Il motore elettrico più diffuso nel settore automobilistico è il motore sincrono a magneti permanenti. Tuttavia, ci sono alcune eccezioni, come Tesla, che ha utilizzato motori asincroni in alcuni modelli.

Per contare su un’auto efficiente bisogna conoscerne i segreti. Le moderne automobili sono ormai sempre più tecnologiche e connesse. A permetterle di funzionare è l’impianto elettrico, studiato e messo a punto non soltanto per gestire tutte le funzioni digitali delle vetture, ma anche tutte le componenti attivate proprio da sistemi elettrici come i fari o il motorino di avviamento, giusto per fare un paio di esempi. Con il termine schema elettrico auto si fa riferimento alla rappresentazione semplificata di un circuito elettrico o elettronico, che utilizza simboli comuni. Avere a disposizione lo schema elettrico è utile se si vuole procedere a riparazioni in autonomia.

La Batteria: Il Cuore del Sistema Elettrico

Il primo elemento fondamentale è la batteria, definita come il serbatoio della corrente elettrica. La sua funzione è infatti la raccolta di energia. La tensione della batteria è misurata in Volt ed è ciò che permette alla corrente di scorrere attraverso i fili dei circuiti. Quando questa si abbassa oltre un certo limite, l’auto non potrà essere messa in moto.

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Motorino di Avviamento

Il secondo componente, che deve essere sempre in ottimo stato, è il motorino di avviamento. Ha la funzione di mettere in rotazione il motore, sfruttando una notevole quantità di energia della batteria, per permettere al propulsore di raggiungere un numero di giri sufficiente in modo da lavorare in autonomia.

Cavi Elettrici

I cavi sono un altro elemento indispensabile per il funzionamento dell’impianto elettrico auto. Percorrono tutto il corpo vettura e sono rivestiti da una guaina isolante, per essere costantemente protetti dalle intemperie. Questi cavi sono di colori differenti: quelli rossi o arancioni indicano una tensione positiva, mentre quelli blu, neri o verdi indicano la massa.

Differenze tra Auto Diesel e Benzina

Ci sono delle differenze fra lo schema elettrico di un’auto con motore diesel e quella di una vettura con motore benzina. Infatti, entrambe hanno componenti proprie dei motori a gasolio. Questi ultimi utilizzano l’autocombustione, cioè l’accensione spontanea della miscela di gasolio e aria, causata dalla compressione dei pistoni e dall’alta temperatura. Questo sistema utilizza le candelette per preriscaldare il carburante e facilitare l’innesco della combustione in fase di avviamento.

Ricarica d'Emergenza

Nel caso in cui la batteria dell’auto si scarichi, esistono diverse modalità per riuscire a mettere in moto la vettura prima di recarsi presso la propria officina. Un metodo molto comune, è quello di sfruttare la batteria di un’altra vettura utilizzando dei cavi di ricarica. Bisognerà collegare questi cavi rispettando il polo positivo e quello negativo e, in seguito, avviare il propulsore. Qualora non si abbiano a disposizione i cavi, si potrà provare la partenza a spinta. In questo caso, dopo aver girato la chiave di accensione, bisognerà tenere premuta la frizione.

Manutenzione dei Veicoli Elettrici: Cosa Sapere

L'evoluzione del mercato delle auto elettriche in Italia è un fenomeno in costante crescita. Grazie agli incentivi governativi e alla crescente consapevolezza ambientale, sempre più automobilisti si stanno convertendo alla mobilità sostenibile. La diffusione delle auto elettriche ha portato ad un aumento dell'attenzione sulla manutenzione di questi veicoli, dato che molte persone sono ancora poco informate su questo aspetto.

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Come i veicoli tradizionali, anche le auto elettriche richiedono una manutenzione regolare. Il tagliando dell’auto elettrica consiste in una serie di controlli periodici necessari per verificare lo stato di salute del veicolo e garantirne il funzionamento ottimale. Rispetto a un’auto a combustione interna, per esempio, non è necessario il cambio dell’olio e dei filtri o la manutenzione all’impianto di scarico.

Generalmente i costruttori garantiscono performance sicure, e quindi una batteria efficiente, per almeno 6-8 anni o una percorrenza tra i 100.000 e i 300.000 km. È fondamentale che tutto il sistema che permette la ricarica del veicolo sia in perfette condizioni.

Aree Chiave della Manutenzione

  • Controllo del sistema di ricarica: Un elemento fondamentale per le auto elettriche è il sistema di ricarica.
  • Verifica della batteria: La batteria è il cuore pulsante dell'auto elettrica, e una manutenzione adeguata può contribuire a massimizzare la sua durata e prestazioni.
  • Controllo del sistema di raffreddamento: Gli accumulatori di energia delle auto elettriche possono surriscaldarsi durante la ricarica o la guida prolungata. Per mantenere la batteria alla temperatura di funzionamento ottimale, le auto elettriche sfruttano un liquido di raffreddamento monitorato da un BTMS, un sistema di gestione dedicato.
  • Ispezione dei freni: Grazie al sistema di recupero dell'energia, le auto elettriche tendono a usare meno i freni rispetto alle auto a combustione.
  • Software: Le auto elettriche funzionano in modo efficiente anche grazie ai software che utilizzano.

Frequenza dei Tagliandi

Ma ogni quanto è necessario fare il tagliando della propria auto elettrica? La risposta dipende dal modello dell’auto e dalle specifiche indicate dal produttore. Solitamente è buona regola effettuare un controllo completo almeno una volta all’anno oppure ogni 15.000 e 20.000 mila chilometri.

Costi di Manutenzione

Si sa che il costo del tagliando è una spesa da tenere in conto per garantire la sicurezza della propria auto. Alcune parti, non essendo presenti nell’auto elettrica, non sono da considerarsi tra le spese, come quelle per l’olio e i filtri.

Possiamo dire che i costi medi per la manutenzione ordinaria di un'auto elettrica sono generalmente inferiori rispetto a quelli di un'auto a benzina o diesel. Inoltre, l'utilizzo del sistema di recupero dell'energia durante la frenata riduce significativamente l'usura dei freni, aumentandone la durata e diminuendo la frequenza di sostituzione. Da non dimenticare poi l'assenza di emissioni nocive dei veicoli elettrici, che implica minori costi legati a controlli periodici per le emissioni inquinanti e la conformità alle normative ambientali vigenti.

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Dall’indagine emerge che gli interventi di manutenzione per le auto elettriche, nei primi sei anni, sono in media del 42% meno onerosi rispetto alle vetture con propulsore di tipo endotermico. Tradotto in cifre reali, significa che per un veicolo elettrico la spesa per i controlli periodici ammonta a 182 Euro contro i 314 Euro per i mezzi a combustione. Dopo sei anni il divario rimane invariato. A determinare il gap di prezzo sono soprattutto alcune voci. Quelle che incidono di più sono il cambio e la sostituzione di elementi come la cinghia di distribuzione, le candele, l’olio e i filtri.

Confronto con Auto a Benzina

Le differenze nella manutenzione tra le auto elettriche e quelle a benzina sono significative e offrono vantaggi sia in termini economici che pratici. Nei veicoli a benzina, il motore è un intricato sistema di componenti meccaniche, quali pistoni, alberi a camme, cinghie e ingranaggi. Tali elementi richiedono regolare manutenzione, come cambi di olio, filtri dell'aria e dell'olio, e controllo delle cinghie. D'altro canto, le auto elettriche sono dotate di un motore elettrico, una soluzione più semplice e priva di componenti meccaniche complesse. I motori elettrici hanno poche parti mobili, riducendo notevolmente il rischio di guasti e riducendo i costi di manutenzione. Questa semplicità meccanica si traduce in un minore numero di parti soggette a usura, riducendo la necessità di interventi regolari.

Un altro aspetto rilevante è la durata dei freni. Nei veicoli tradizionali, i freni sono costantemente sollecitati e soggetti ad usura durante il processo di frenata, rendendo necessaria la loro manutenzione frequente. Al contrario, le auto elettriche utilizzano il sistema di recupero dell'energia cinetica durante la frenata, trasformando l'energia in elettricità per ricaricare la batteria.

Tuttavia, nonostante i vantaggi della semplicità meccanica delle auto elettriche, vi sono aspetti specifici che richiedono attenzione. Ad esempio, la batteria è un componente cruciale e rappresenta un investimento significativo. Dunque anche se non si può stimare il costo per la manutenzione di un auto elettrica, possiamo però ribadire che quest'ultime offrono un notevole vantaggio in termini di manutenzione, grazie alla minor complessità meccanica e al ridotto numero di parti soggette ad usura. Ciò si traduce in minori costi di manutenzione nel tempo, contribuendo a rendere l'utilizzo di queste vetture sempre più allettante per gli automobilisti.

Consigli per la Manutenzione

  • Efficienza: un’auto ben mantenuta consuma meno energia, aumentando l’autonomia e riducendo i costi di ricarica.
  • Ricarica corretta: evitare di scaricare completamente la batteria e cercare di mantenerla tra il 20% e l’80% della capacità per prolungarne la vita.
  • Monitorare la pressione dei pneumatici: il peso di un’auto elettrica è maggiore rispetto a un’auto a combustione.

Concetti Chiave per Comprendere i Veicoli Elettrici

Oggi torniamo alle basi della fisica per (ri)scoprire 6 concetti chiave per comprendere il funzionamento dei veicoli elettrici. La conoscenza e consapevolezza degli italiani in merito a questi mezzi sta aumentando, ma è ancora lontana dal considerarsi perfetta. In generale, quando si parla di veicoli elettrici, ci si trova spesso davanti a tanta confusione, frutto dell’assenza di un’educazione apposita. Così, spesso, per cercare di comprenderne il funzionamento si cerca di ricordare concetti imparati alle scuole superiori, se non addirittura prima.

  1. Energia e Corrente Elettrica: L’energia elettrica è prodotta dal movimento delle cariche elettriche che, a loro volta, sono mosse sfruttando altre forme di energia come quella chimica delle batterie o quella meccanica dei generatori. Anche se si tendono spesso a confondere, energia e corrente elettrica sono due cose diverse. La corrente è la quantità di carica elettrica che passa attraverso un conduttore in un determinato intervallo di tempo e si misura in Ampere (A). Perché è utile saperlo? Lo vedremo meglio andando più avanti, ma di base c’é un motivo se questo valore è segnato sulle batterie e sulle wall-box.
  2. Tensione (Volt): L’altra unità di misura legata all’energia elettrica è la tensione, chiamata anche differenza di potenziale elettrico e, erroneamente, voltaggio (dal francese voltage). Essa indica la differenza tra il potenziale elettrico di due punti dello spazio, in pratica è “la pressione” con cui la corrente elettrica viene spinta attraverso un circuito, e si misura in Volt (v).
  3. Corrente Alternata (AC) e Corrente Continua (DC): No, quando parliamo di AC e DC non parliamo del noto gruppo hard rock (che comunque prende il suo nome proprio dalla corrente). Di base il nome spiega la principale differenza tra le due tipologie: la corrente alternata è un’energia elettrica prodotta “a impulsi” mentre quella continua ha un valore fisso sempre presente. La forma più diffusa di tensione è quella AC, per motivi legati alla sicurezza e a vantaggi nel suo utilizzo, ed è questa tipologia che è presente nelle abitazioni e nelle colonnine di ricarica. Tuttavia alcuni “strumenti” necessitano una tensione DC e tra questi ci sono proprio le batterie di trazione delle auto elettriche. Il caricatore di bordo dell’auto converte quindi la corrente alternata della rete in corrente continua per la batteria.
  4. Potenza (Watt): Arriviamo così all’unità di misura più presente ed importante quando si parla di energia elettrica: la potenza. Essa è definita come l’energia trasferita in una data unità di tempo e viene misurata in Watt (W). Esistono tre tipologie di potenza a seconda della tipologia di energia trasferita, avremo quindi potenza meccanica, potenza termica o potenza elettrica. Quest’ultima è quella che ci interessa ed è data dal prodotto della corrente per la tensione (W = VA). In realtà questo calcolo è più complesso in caso di corrente alternata trifase (quella usata nelle colonnine in AC) visto che il risultato del prodotto di tensione e corrente va poi moltiplicato per radice quadrata di 3.
  5. Capacità della Batteria (kWh): L’ultimo concetto di cui parliamo è in realtà doppio, ma riguarda in entrambi i casi la batteria. Con capacità di una batteria ci riferiamo alla quantità di energia che è possibile stoccarvi, praticamente l’equivalente della capacità del serbatoio dell’auto termica. Questo valore si misura in kilowattora (kWh).
  6. Densità Energetica: Essa è collegata alla densità energetica, ovvero la quantità di energia stoccabile in una batteria in rapporto alla sua massa e quindi al suo peso ed alle sue dimensioni. Si pensi per esempio alla grandezza della batteria di un cellulare in confronto a quella di un generatore per appartamenti.

Vantaggi e Svantaggi delle Auto Elettriche

Scegliere di acquistare un’auto elettrica non è una decisione semplice. Inutile negarlo, la mobilità elettrica ha sia punti positivi che negativi ed è lecito avere dubbi.

Vantaggi

  • Costi di gestione inferiori: A fronte però di una spesa iniziale superiore, bisogna segnalare delle spese di rifornimento minori. Il costo di ricarica delle stazioni pubbliche è di molto inferiore a quello del rifornimento tradizionale, senza contare che, con i giusti strumenti, è possibile effettuare la ricarica a casa.
  • Minore inquinamento: Le auto elettriche inquinano meno delle termiche e questo è un dato di fatto. Occhio, però, non è che inquinano zero, ma inquinano meno. Un veicolo elettrico COMUNQUE produce una certa quantità di inquinamento, per quanto si cerchi di fare affidamento il più possibile sull’energia verde, ovvero quella prodotta da processi rinnovabili al 100%.
  • Manutenzione ridotta: Come ripetuto più volte, le auto elettriche hanno molte meno parti meccaniche di quelle termiche e quindi molti interventi di manutenzione abituali per queste, non sono richiesti sulle prime. Basti ricordarsi che i tagliandi prevedono generalmente la sostituzione dei filtri abitacolo e clima, eventuali controlli del circuito di raffreddamento delle batterie e poco altro. Anche le parti soggette ad usura sono meno e quindi sono meno le spese per i ricambi.
  • Il futuro della mobilità: L’ultimo punto è sotto gli occhi di tutti: le auto elettriche sono le auto del futuro. Che ci piacciano o meno, che abbiamo dei dubbi o meno, il mondo ha già scelto per noi. L’emergenza ambientale ha scelto per noi. Non possiamo più permetterci di tergiversare e dobbiamo agire adesso con la migliore soluzione possibile. Governi ed aziende hanno quindi puntato TUTTO sulla mobilità elettrica ed il futuro non potrà che portare ad un miglioramento generale delle tecnologie, della distribuzione di infrastrutture e della distribuzione e normalizzazione delle auto elettriche. Scegliendo l’elettrico adesso avremo accesso ad agevolazioni e tecnologie che non possono che andare ad incrementarsi nel progredire del tempo, aumentando di conseguenza l’aspettativa di vita di un veicolo elettrico.

Svantaggi

  • Autonomia limitata: Chi è ormai abituato all’auto termica ritiene che un’auto elettrica farà al caso suo solo quando avrà la stessa autonomia di una a diesel o a benzina. Inutile negarlo, a oggi non è così e per chi fa tanti viaggi lunghi senza soste non può di certo fare affidamento su un’auto completamente elettrica. Certo, è un traguardo a cui, prima o poi, potremmo arrivare. La tecnologia delle batteria è in continua evoluzione e le potenzialità sono enormi, ma ad oggi tutto questo non è realtà.
  • Tempi di ricarica: L’altro fattore che viene sempre comparato con le auto termiche è il tempo di rifornimento/ricarica delle elettriche. Anche qui è inutile negarlo, la ricarica casalinga può durare anche molte ore e persino le ricariche ultra fast, che comunque hanno delle controindicazioni per la salute della batteria se usate troppo di frequente, durano oltre i 20 minuti, se non di più. Il confronto con i pochissimi minuti delle auto termiche è impietoso.
  • Clima: Non solo perché preleveremo più energia per riscaldare l’abitacolo, ma anche perché le batterie stesse rilasceranno meno carica (per questioni fisiche-chimiche che non andiamo qui a spiegare). I costruttori, nel tempo, hanno cercato sempre più soluzioni a questo problema, come sistemi più efficienti per la climatizzazione o accumulatori meno sensibili alla temperatura, ma nessuna di queste si è rivelata decisiva e completa.
  • Necessità di uno spazio privato per la ricarica: Questo non è del tutto vero, lo ammettiamo, si può avere un’auto elettrica anche senza avere uno spazio privato, ma è un pensiero fisso nella testa di chi deve scegliere tra un’auto termica ed una elettrica e quindi ha senso inserirlo. Perché? Perché salvo casi estremi e costosi, avere un box, un garage, un posteggio privato con presa rende il possedere un’auto elettrica molto, molto più semplice e comodo perché potremo ricaricare la batteria nei momenti di fermo, senza temere che possa succedere qualcosa alla nostra auto.
  • Usura della batteria: Parlando di salute delle batterie arriviamo così all’ultimo punto critico: per quanto uno tratti bene una batteria, è inevitabile che le celle si usurino e che questa prosegua nel suo ciclo vitale fino all’inevitabile fine. Una batteria al litio inizia il suo decadimento nel momento stesso in cui viene assemblata. Non esiste un vero prontuario del ciclo vitale di ogni batteria, ma possiamo fare riferimento alle garanzie, spesso di 8/10 anni o 160/250.000 km. Questo tuttavia non vuol dire che superati questi limiti la batteria non sarà più utilizzabile. Ci sono tanti esempi di auto elettriche vecchiotte con 200.000 km che ancora funzionano alla perfezione. L’usura è comunque un fattore che dobbiamo considerare nel tempo perché va a diminuire l’autonomia dell’auto e difficilmente un’auto elettrica potrà essere tenuta “attiva” per gli stessi periodi lunghissimi di alcune auto termiche.
  • Costo iniziale elevato: La prima causa del prezzo elevato può essere individuata nei costi che i produttori devono affrontare per incrementare la propria produzione al fine di rispettare il limite di emissioni imposto dalle norme europee (95 grammi a km) ed evitare così pesanti sanzioni. Il problema è che per farle andare servono le batterie e la Cina è il paese che sta a monte della filiera delle materie prime necessarie a produrle, ovvero cobalto, nichel e litio. Non solo! A questo macro-problema, se ne aggiungono altri due “minori”. Il primo è la quantità di punti ricarica presenti sul suolo italiano. L’altro problema è lo smaltimento. Una batteria dura in media 8-10 anni dopodiché ha ancora una capacità residua che può essere riutilizzata per applicazioni di immagazzinamento.

Percezione degli Italiani verso i Veicoli Elettrici

Se chiedi ad un italiano cosa ne pensa dei veicoli elettrici, questa qua sopra sarà probabilmente la risposta. Cosa segue quel “ma” varia poi da persona a persona, ma il concetto non cambia. Senza stare a ripetere, passo per passo, i due studi già citati in apertura, è evidente a chiunque che attualmente gli italiani sono più che interessati a tentare la strada dell’elettrico, nel bene e nel male. E’ infatti risaputo che, ancora oggi, c’é non poca ignoranza e confusione in merito alle auto elettriche. Il principale ostacolo a questo acquisto risulta comunque essere, in modo abbastanza scontato, il costo di acquisto.

Auto Ibride: Una Soluzione di Transizione?

L’auto ibrida viene percepita come un investimento più sicuro e comunque dal buon impatto ambientale. Il costo di acquisto di un’auto ibrida è più contenuto, ma non solo. Questa tipologia di veicoli è infatti meno dipendente dalla rete di ricarica per i propri viaggi e proprio la capillarità della rete è una delle principali preoccupazioni di chi vuole passare all’elettrico (dopo il già citato costo). Un’auto ibrida può andare ad alimentazione elettrica in città e contare su quella termica per i lunghi viaggi.

Questo ragionamento è corretto? Solo in parte. Il principale problema alla base dell’inquinamento legato alla mobilità deriva da un parco auto circolante datato e sostituire un vecchio veicolo rottamato con un’auto ibrida è, a prescindere, un passo avanti. Dal punto di vista delle emissioni, però, è ormai chiaro che le ibride non sono minimamente comparabili alle elettriche pure e faticano anche contro le diesel di ultima generazione. Le auto ibride rappresentano un passaggio intermedio, un modo che il settore automotive ha ideato per transizionare dall’attuale situazione a quella del futuro.

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