Il passaggio alla trazione elettrica, passa inevitabilmente per quella ibrida. La ricarica non è ancora funzionale come un pieno di benzina e la tecnologia Fuel Cell è ancora lontana.
Per ibridazione si intende che il powertrain utilizza due fonti energetiche, benzina/diesel ed elettrica. La quantità di elettricità che si utilizzata definisce il tipo di sistema ibrido che si sta utilizzando. L’unica via per rispettare le norme sempre più stringenti sulle emissioni inquinanti conservando un livello prestazionale soddisfacente per i clienti.
La nuova norma che entrerà in vigore nel 2021 prevede un limite di emissioni medie di 95g/km. In questo modo si legano le emissioni direttamente al consumo di carburante. In sostanza, chi è al di sopra di tale soglia pagherà una multa. Una cosa che inevitabilmente si ripercuoterà sul prezzo finale, o sul guadagno che il costruttore intende realizzare.
Per intervenire sui consumi, si deve disporre di motori endotermici più efficienti. Ad oggi, molti se non tutti i brand, hanno in listino una nuova generazione di propulsori turbo ad alta efficienza. A questo si aggiunte la necessità di ridurre peso migliorando gli aspetti aerodinamici. Infine, si riducono le perdite dovute alla trasmissione ed infine si adottano sistemi ibridi
L’ibridazione può avvenire a vari livelli, Mild Hybrid, Full hybrid di tipo autonomo ed Hybrid Plug-In con ricarica esterna. La tecnologia Mild Hybrid si divide in due ulteriori fasce, Micro e Leggera. Le caratteristiche comune ad entrambi sono la presenza di una macchina elettrica con potenza da 2kw a 20kw a seconda della tensione di alimentazione a 12v e 48v.
Anche la riduzione dei consumi è variabile da 5% al 15% ed è c’è una funzione boost di coppia nelle fasi passive. Il successo e la diffusione della tecnologia Mild Hybrid sta nella capacità di adattarsi facilmente a motori e telai già esistenti con un costo relativamente basso. Le vetture della fascia più piccola del mercato come le Citycar e le Utilitarie adottano micro ibridi alimentati a 12v, mentre le vetture di fascia medio alta adottano tecnologia mild hybrid a 48v.
Le macchine elettriche che compongono il sistema Mild Hybrid sono di vario tipo. Per i micro a 12v c’è un alternatore/starter, mentre per i mild a 48v ci sono almeno tre tipi di generatore: BiSG ad azionamento a cinghia dal motore endotermico, TiMG con motore collegato alla trasmissione ed infine CiSG con motore elettrico integrato tra propulsore endotermico e cambio.
Il motore elettrico è dotato di inverter integrato ed è alimentato da una piccola batteria a 48v per conservare energia restituendola in base alle esigenze del guidatore. Il collegamento può avvenire o per trasmissione a cinghia, economica e facile da utilizzare o per collegamento diretto alla trasmissione. Quest’ultima soluzione rappresenta la soluzione ideale per efficienza in rapporto ai costi. Il motore elettrico può anche essere integrato tra motore e cambio, soluzione molto costosa e meno usata.
Nella tecnologia micro ibrida a 12v il generatore/starter mosso dalla trasmissione a cinghia dall’albero motore e fornisce una potenza da 2kw a 4kw. Il motore elettrico funziona per l’avviamento a freddo e controlla le funzioni di start&stop. Questa funzione viene ampliata spegnendo il motore endotermico nelle fasi di rallentamento. Inoltre, fornisce una spinta limitata aggiuntiva nelle fasi passive, come cambi marcia o partenze da fermo e ripresa.
L’inverter carica la batteria di piccole dimensioni con un risparmio di carburante si aggira intorno al 5%. I limiti di tale tecnologia stanno nell’impossibilità di marciare in full elettrico e nonostante l’aiuto del boost aumento limitato delle prestazioni. Infine la ricarica della batteria non può non avvenire attraverso l’impianto frenante.
La tecnologia Mild hybrid a 48v, risolve in pratica tutti gli aspetti negativi di quella a 12v. La potenza del motore elettrico passa da 10kw fino a 20kw. Anche in questo caso il sistema non è progettato per viaggiare in full elettrico.
Ma dottando un motore elettrico integrato di potenza elevata può avvenire la marcia in full elettrico per brevissimi tratti sfruttando un boost di spinta considerevole. In questo caso i consumi che si abbassano del 15% a patto di tenere il peso del sistema contenuto.
In conclusione, la tecnologia elettrica abbinata a quella endotermica non è solo una trovata pubblicitaria. A seconda della percentuale di aiuto elettrico che vien fornito al motore endotermico così avviene l’abbattimento in percentuale del consumo carburante. Un aiuto fondamentale in sede di omologazione, sia che si utilizzano cicli di laboratorio come il NEDC o più vicini alla realtà come il WLTP.
In strada, magari, è meno percepibile l’efficacia del sistema Mild Hybrid, molto dipende dallo stile di guida del conducente. Ci sono comunque due vantaggi per il cliente a prescindere dal risultato reale dei consumi. La possibilità di accedere ad agevolazioni per le vetture ibride previste degli enti locali e la possibilità di rispettare il 95g/km di emissioni, a basso costo, il che evita di far lievitare il prezzo al cliente finale.
Daniele Amore