Ibride plug-in & Co.: panoramica delle auto elettriche

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Quali tipi di auto elettriche esistono? Come funzionano le macchine ibride? Qual è la differenza tra le ibride plug-in e i modelli Mild Hybrid? Nella nostra panoramica troverete la risposta a questa e ad altre domande sulle auto elettriche.

Il passaggio alla mobilità elettrica è un argomento che, prima o poi, la maggior parte degli automobilisti dovrà affrontare. I vantaggi sono evidenti e riguardano soprattutto l'ambiente: i veicoli elettrici non rilasciano emissioni. Attualmente, il prezzo di acquisto di un’auto elettrica è ancora molto elevato rispetto a quello di un'auto tradizionale. Però esistono ampie possibilità di risparmio in termini di costi di gestione, manutenzione e tasse. A questi vantaggi si aggiungono i bonus delle case automobilistiche e, in molti paesi, un incentivo statale.

La scelta dell’elettrico non è solo sensata, ma ha anche il suo lato divertente. Ad esempio, quando un'auto elettrica è ferma a un semaforo: i motori elettrici, infatti, partono da fermi con una coppia elevata, oltre a essere estremamente silenziosi.

Il progresso tecnologico nel settore della mobilità elettrica rende l'offerta sempre più ricca, ma anche più difficile da riassumere. Per qualcuno, la soluzione migliore al momento possono essere le ibride plug-in, per altri un'auto esclusivamente elettrica. Nella nostra ampia panoramica dei veicoli elettrici illustriamo le tipologie costruttive principali. In questo contesto, utilizzeremo il termine «auto elettriche» per indicare tutti i veicoli con trazione elettrica, compresi gli ibridi.

Auto esclusivamente elettriche

Come funziona un’auto elettrica? A differenza di un’auto con motore endotermico, il motore di un’auto elettrica non viene rifornito di carburante, ma di energia elettrica, che viene immagazzinata in una batteria. La sua capacità determina l’autonomia dell’auto elettrica, ossia il tragitto che si può coprire con una carica della batteria.

Un veicolo elettrico a batteria (BEV, Battery Electric Vehicle) è alimentato esclusivamente dall'energia elettrica. Non ha un motore a combustione interna che possa fungere da propulsore del veicolo. Un'auto BEV che funziona a energia elettrica non rilascia emissioni durante la guida (o, come si dice, “localmente”). Per questo, nella nostra panoramica dei veicoli elettrici, ha il punteggio massimo in quanto a sostenibilità.

I timori di molti automobilisti relativamente all'autonomia sono, nella maggior parte dei casi, infondati. Oggi la maggior parte dei veicoli elettrici a batteria ha un'autonomia di oltre 300 chilometri. Secondo uno studio, un’autonomia di un centinaio di chilometri è ritenuta ideale per la mobilità nel contesto urbano.

Per risolvere il problema della range anxiety, basta un cosiddetto range extender. Questo generatore a benzina non contribuisce all'alimentazione in un veicolo BEV, altrimenti si parlerebbe di auto ibrida. Il suo compito è fornire energia all'accumulatore quando sta per scaricarsi.

Un ulteriore vantaggio dei veicoli elettrici a batteria (BEV) consiste nel fatto che godono dei maggiori incentivi statali e sgravi fiscali. Le auto esclusivamente elettriche sono l'ideale per chi si sposta nelle aree urbane e può ricaricare la batteria del veicolo elettrico sul luogo di lavoro o a casa. Le infrastrutture pubbliche sono in rapida crescita; negli agglomerati urbani e sulle autostrade le colonnine di ricarica sono sempre più numerose. In futuro, sarà sempre più semplice coprire anche lunghe distanze.

Autonomia            ***
Infrastruttura        ***
Sostenibilità         *****

Veicolo ibrido

Cos’è un veicolo ibrido? Al contrario di un'auto esclusivamente elettrica, un veicolo ibrido (HEV, Hybrid Electric Vehicle) ha due motori: uno endotermico e uno elettrico. A seconda del tipo, entrambi sono in grado di alimentare l'auto da soli o in sinergia.

I veicoli ibridi si differenziano in base al grado di elettrificazione, quindi per la potenza elettrica e per l’autonomia, oltre che per il sistema di ricarica. Esistono due tipologie: le auto Mild Hybrid e le auto elettriche plug-in.

Mild hybrid: il motore elettrico al servizio del motore endotermico

Come funziona un veicolo Mild Hybrid? Con un motore elettrico che supporta il motore endotermico, attivandosi nelle situazioni in cui il consumo di carburante è particolarmente elevato, come la partenza. Il consumo di carburante e le emissioni sono quindi ridotti. La batteria si ricarica automaticamente grazie al recupero dell'energia in frenata.

In un veicolo Mild Hybrid (detto anche MHEV, che significa Mild Hybrid Electric Vehicle, o ibrido leggero), la quota di alimentazione elettrica serve solo come supporto al motore endotermico. Il motore elettrico si attiva nelle situazioni in cui il consumo di carburante è particolarmente elevato, come ad esempio la partenza. Il motore elettrico può anche essere usato come «boost» nelle manovre di accelerazione.

La batteria si ricarica esclusivamente durante il viaggio, quando l'auto frena, mediante il recupero dell'energia in frenata. Durante la frenata, l’energia cinetica del veicolo viene convertita in energia elettrica mediante il motore elettrico e accumulata nella batteria. Non è possibile ricaricare un veicolo Mild Hybrid mediante infrastrutture esterne.

Il vantaggio principale di un veicolo Mild Hybrid è rappresentato dal risparmio di carburante: fino a 0,3 litri per 100 chilometri rispetto alla variante alimentata esclusivamente da un motore endotermico. Questo risparmio ha anche l’effetto di incrementare l’autonomia di un veicolo con motore a benzina o diesel. Dato che l'alimentazione principale è assicurata dal motore endotermico, i veicoli Mild Hybrid possono utilizzare la rete capillare di stazioni di rifornimento classiche. I veicoli Mild Hybrid sono quindi ideali per gli automobilisti che desiderano avere la massima autonomia e non vogliono preoccuparsi troppo di come ricaricare il motore elettrico.

Grazie al minore consumo di carburante, anche le emissioni di un veicolo Mild Hybrid sono inferiori. Tuttavia, non è possibile guidare in modalità esclusivamente elettrica per molti chilometri. Ecco perché per i veicoli Mild Hybrid non sono previsti gli incentivi concepiti per le auto elettriche. E in termini di rispetto per l'ambiente, nella nostra panoramica dei veicoli elettrici ricevono due punti.

Autonomia            *****
Infrastruttura        *****
Sostenibilità         **

Che cos’è un’auto ibrida elettrica plug-in? Una sinergia ideale tra due mondi

Che cosa sono le auto ibride plug-in o PHEV? Sono veicoli dotati di motore endotermico e di motore elettrico. Entrambi possono alimentare autonomamente l'auto. Un veicolo ibrido plug-in si alimenta grazie al recupero dell’energia in frenata, ma è anche possibile ricaricare la batteria collegandola a una presa di corrente o una stazione di ricarica.

Le auto ibride leggere come funzionano? Mentre un'auto ibrida riceve energia elettrica solo in una situazione di guida attiva e quindi limitata, un veicolo ibrido plug-in (PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle) si può ricaricare anche durante il parcheggio: basta  collegarlo a una presa di corrente o a una colonnina (“plug in”, in inglese, significa “collegare”). Questo aumenta enormemente l'autonomia elettrica negli ibridi plug-in, ad esempio nella BMW 530e iPerformance (2018), che con un accumulatore completamente carico può percorrere fino a 46 chilometri in modalità esclusivamente elettrica. Nei prossimi anni, grazie agli avanzamenti tecnologici, l’autonomia elettrica aumenterà ancora, come in tutti i veicoli dotati di batteria.

Molti possessori di un’auto PHEV riescono già ora a coprire la maggior parte dei loro percorsi in modalità elettrica. Infatti, i percorsi quotidiani sono spesso inferiori a 50 chilometri. A seconda delle tariffe elettriche personali, già oggi è possibile realizzare notevoli risparmi rispetto ai consumi di un normale motore endotermico. Un ulteriore vantaggio è rappresentato dall'autonomia del motore a combustione interna in caso di necessità, ovvero quando la carica o la capacità della batteria sono insufficienti.

Un veicolo PHEV è quindi ideale per gli automobilisti che aspirano alla massima versatilità: da una parte, l'alimentazione elettrica per gli spostamenti quotidiani, come il tragitto casa-lavoro, all’insegna dell’ottimizzazione dei costi e della sostenibilità; dall'altra, massima autonomia e flessibilità per i percorsi più lunghi, come il weekend fuori porta con la famiglia. Ciliegina sulla torta: questa categoria usufruisce degli incentivi statali per i veicoli elettrici diretti e indiretti, grazie agli sgravi fiscali dovuti alle minori emissioni di CO2.

Autonomia            *****
Infrastruttura        *****

Sostenibilità         ****

Emissioni di CO2 49-47 g/km (in combinazione)
Consumo di carburante 2,2-2,1 l/100 km (in combinazione)
Consumo energetico 13,6-13,3 kWh/100 km (in combinazione)

L’auto a idrogeno

Come funziona un veicolo a celle a combustibile? Anche una macchina a idrogeno rientra nella categoria delle auto elettriche; infatti, la cella a combustibile trasforma idrogeno e ossigeno in energia elettrica, che alimenta il motore mediante un accumulatore, ossia una batteria. È possibile anche il recupero dell'energia in frenata.

In un veicolo con celle a combustibile (FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle), l'elettricità viene generata direttamente a bordo. Nella cella, l'idrogeno proveniente da un serbatoio reagisce a contatto con l'ossigeno presente nell'aria. L’energia generata viene utilizzata per alimentare un motore elettrico come in un’auto BEV. La trasformazione genera calore e acqua, nient’altro. Attualmente, gli svantaggi ecologici derivano dal procedimento necessario per ottenere l'idrogeno, che richiede molta energia. Inoltre, è necessario trasportare l’idrogeno dal luogo di produzione alle stazioni di servizio.

L'autonomia di un veicolo FCEV è quindi più o meno equivalente a quella di un futuro veicolo elettrico a batteria. Un notevole vantaggio consiste nella breve durata del rifornimento, perché un serbatoio a idrogeno si riempie in pochi minuti, come un serbatoio a benzina o diesel. Tuttavia, la rete di stazioni di rifornimento è ancora molto scarsa e in lenta crescita. Se questo dovesse cambiare in futuro, un veicolo a celle a combustibile sarebbe semplice da gestire, come un'auto con motore endotermico.

Inoltre, i sistemi delle celle a combustibile sono ancora molto costosi. Il motivo principale è il platino, un metallo nobile che serve per il catalizzatore.

Autonomia            ****
Infrastruttura        *

Sostenibilità         **

Ogni automobilista è diverso e ha le sue esigenze, cui vengono incontro i diversi tipi di alimentazione disponibili sul mercato. Ogni tipologia di veicolo offre vantaggi specifici. Anche il motore endotermico tradizionale continuerà a esistere nella mobilità del futuro, per determinati utenti o per campi di applicazione specifici.

Con la massima probabilità, in futuro continueremo a vedere la pacifica convivenza di diverse tecnologie. BMW è pronta ad affrontare questi scenari, ad esempio con una piattaforma innovativa che raccoglie i tre tipi di trazione: il gruppo propulsore di un motore endotermico, quello di un ibrido plug-in o di un'auto esclusivamente elettrica. Il modello di serie della BMW Vision iNEXT esclusivamente elettrica, che dovrebbe essere lanciata nel 2021, sarà la prima auto basata su questa piattaforma universale.

Immagini: Cyprian Lothringer

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