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Nel 1899 il prototipo a motore elettrico La Jamais Contente fu la prima automobile a superare la velocita di 100 km/h. Sembrava una promessa per le auto elettriche, ma nel corso del XX secolo queste sono diventate molto piu rare rispetto ai veicoli con motore a combustione interna.

E utile mettere a confronto vetture elettriche e veicoli a combustione interna per alcuni aspetti.

Costi operativi ed assicurativi

I veicoli elettrici (negli USA) hanno dei costi operativi, considerando solo il costo dell'energia, che variano tra 1 e 2 centesimi di euro per chilometro, mentre (sempre negli USA, dove la benzina e poco o per nulla tassata) i veicoli tradizionali a benzina hanno costi operativi maggiori da circa 4 a 6 volte tanto .

Il costo principale del possesso dei BEV moderni dipende principalmente dal costo delle batterie, il tipo e la capacita di esse e fondamentale nel determinare molti fattori come l'autonomia di viaggio, la velocita massima, il tempo di vita utile della batteria ed il tempo di ricarica; esistono alcuni svantaggi e vantaggi dei vari tipi, probabilmente non esiste un tipo ideale per chiunque, ma alcuni sono piu adatti per alcuni utilizzi.

Come per tutti i dispositivi elettrici ed elettronici, anche i veicoli elettrici a batteria hanno il vantaggio di poter essere smantellati facilmente e riciclati per la maggior parte dei componenti dopo, ad esempio, incidenti stradali. A differenza dei componenti dei motori a benzina, che tendono a incendiarsi (specie quando i tubi rotti dell'iniezione soffiano benzina sulla marmitta catalitica o sul turbocompressore rovente), i componenti delle celle a batteria tendono a mantenersi integri e funzionanti per poter essere recuperati e riutilizzati. Dal momento che (eccetto alcuni accumulatori di tipo litio-ione) non hanno materiali infiammabili, possono essere considerati veicoli molto piu sicuri in caso di incidente, e anche con molte parti riciclabili.

Con il costo delle batterie che ora per la mancanza di una produzione di serie va dal 80 % del totale (di 50.000 euro per veicoli potenti, a lungo raggio con costose batterie NiMH) fino al 50% (di 16.000 euro per veicoli di uso cittadino con batterie nichel-cadmio, zinco-aria o al magnesio, ed autonomie inferiori ai 160 km) questo comporta minori costi percentuali di riparazione post-collisione, dal momento che sono per buona parte riciclabili.

Per quanto riguarda le assicurazioni, il costo assicurativo delle vetture elettriche e paragonabile a quello delle "supercar" sportive, con spese di copertura assicurativa pari a centinaia di dollari al mese. Esistono attualmente assicurazioni che per la semplice RCA propongono uno sconto dl 50% e piu rispetto al pari modello ad benzina/diesel.

Un altro problema sara che all'inizio della loro produzione le automobili elettriche costeranno circa il 50-100% in piu rispetto a quelle a combustione interna (a causa delle batterie), ma, con il passare degli anni si ritiene che i costi diminuiranno. Un ulteriore problema e la bassa durata delle pile litio-polimero, attualmente le piu utilizzate, che perdono circa il 15-20% della capacita massima ogni anno. Molto probabilmente le auto elettriche dovranno essere finanziate dallo stato con un'esenzione sull'IVA e contributi ottenuti dall'inasprimento delle tasse su auto normali come auto di lusso, SUV e super-sportive. Potrebbero godere di vantaggi nella circolazione, come parcheggi riservati (con colonnina di ricarica elettrica a prezzi politici), diritto a circolare sulle corsie per bus e taxi, liberta di accesso alle ZTL e immunita da ogni blocco del traffico. D'altra parte, inquinando di meno, danneggiano meno monumenti e polmoni dei cittadini e questo e un vantaggio reso alla collettivita, da non sottovalutare. Molto probabilmente una quota delle nuove licenze di taxi verra concessa obbligatoriamente a veicoli elettrici e/o ibridi. Efficienza energetica ed emissioni di anidride carbonica

Efficienza energetica ed emissioni di anidride carbonica

Le vetture elettriche di serie o convertite tipicamente consumano da 0,11 a 0,23 kWh/km (dati sul veicolo GM EV1: 0,179 kWh/km e 0,373 con basso rendimento di carica) .

Considerando un consumo di 5 litri di benzina per 100 km, una vettura a combustione interna consuma circa 0,51 kWh/km. Si tenga poi presente che circa 1/3 del consumo della vettura elettrica e dovuto a dispersioni ed al basso rendimento nella ricarica delle batterie, e quindi non e impensabile un consumo chilometrico inferiore a 0,1 kWh in un futuro molto prossimo, consumo neppure ipotizzabile nelle vetture a combustione interna.

Se si considera il sistema globale, includendo l'efficienza energetica del processo di produzione e della distribuzione al punto di rifornimento, il calcolo risulta complesso a causa della grande diversita delle fonti prime. Considerando un generatore elettrico a ciclo combinato ed ipotizzando pessimisticamente un rendimento pari a 0,6 nella generazione e 0,75 nella distribuzione, il consumo chilometrico totale di una vettura elettrica passa a 0,33 kWh/km (riferito al valore medio tra quelli sopra detti), mentre si puo ritenere accettabile un rendimento pari a 0,75 alla produzione e 0,75 alla distribuzione per gli idrocarburi, che comporta un consumo di 0,91 kWh/km per vetture a combustione interna, valore 2,75 volte superiore, fattore che potrebbe divenire in un futuro assai prossimo superiore a 3. Si ritiene tuttavia che i maggiori vantaggi in termini di efficienza dell'auto elettrica rispetto alle auto a combustione interna si avrebbero con l'uso urbano del mezzo (uniti a sistemi di recupero dell'energia cinetica dissipata in frenata) laddove i motori a combustione perdono significativamente in efficienza nelle frequenti fasi di accelerazione e nelle soste a motore acceso, ed e per questo che soluzioni "ibride", altamente flessibili in base alla tipologia di traffico, appaiano le piu praticabili ed effettivamente attualmente le piu diffuse nel mercato dell'auto elettrica.

Altri sistemi di generazione di energia elettrica possono dare risultati ancora piu eclatanti: accumulatori ricaricati da celle fotovoltaiche, generatori eolici o simili fonti hanno un consumo primario pari a zero, e l'energia elettrica di origine nucleare potrebbe essere considerata anch'essa a costo primario nullo (anche se andrebbe analizzato il costo del materiale fissile con la sua estrazione, in quanto non rinnovabile).

Le emissioni di anidride carbonica (CO2) sono utili per confrontare i consumi rispettivi della via elettrica e di quella a combustione interna . Questi confronti includono la produzione di energia, la distribuzione, la ricarica delle batterie, ed i vari tipi di perdite generate dai veicoli (attrito, termica, ecc.). Le emissioni di CO2 migliorano nei BEV alimentati da fonti sostenibili di produzione elettrica, ma rimangono quasi fisse per i veicoli a benzina. (Sfortunatamente non sono disponibili dati cosi aggregati relativi ai veicoli elettrici in commercio).

Si tenga presente che i modelli citati, di produzione statunitense (anche quelli di marche giapponesi) mostrano valori a volte assai diversi da quelli dei comuni veicoli europei e che tutti i modelli sono una derivazione di modelli benzina/diesel, ergo non ottimizzati per il motore elettrico.

La resistenza aerodinamica (Cx) ha una grande importanza nel determinare l'efficienza energetica, particolarmente alle alte velocita gia partendo dai 40 km/h e le vetture elettriche abbisognando di un minor raffreddamento hanno pertanto feritoie sulla carrozzeria di minor o nullo impatto con l'aria. Impatto che poi abbisogna di dispositivi aerodinamici vari (es.: alettoni o splitter per mantenere la vettura attaccata al terreno alle alte velocita) che aumentano il consumo di energia a causa della resistenza aerodinamica che provocano.

Bisogna inoltre tenere conto del fatto che il motore elettrico e dotato di prestazioni superiori alle velocita variabili, condizione di utilizzo tipica di qualunque veicolo, e non consuma nei casi di fermo/stop. Impatto ambientale complessivo

Impatto ambientale complessivo

Molti fattori devono essere considerati quando si compara l'impatto totale sull'ambiente. Il tipo di confronto piu esauriente e quello dell'analisi dalla "catena-di-montaggio-alla-discarica" oppure l'analisi di tutto il tempo di vita. Questa analisi e cosi esaurientemente complessiva che considera ogni tipo di consumo energetico, includendo i consumi (ed emissioni) implicati dalla produzione originale (ed anche della componentistica) e le fonti di carburante e tutti i consumi (e le emissioni) durante la vita utile del veicolo includendo l'inquinamento durante la produzione delle batterie (ad esempio l'estrazione del cadmio comporta un elevato inquinamento da metalli pesanti) e la sua deposizione in discarica. I vari tipi e l'entita dell'inquinamento varia enormemente tra i vari tipi di batteria, cosa che rende ancora piu difficile fare dei confronti.

Ad esempio, e difficile stabilire se siano peggiori gli effetti ambientali dell'inquinamento da nichel e da cadmio prodotti dall'estrazione mineraria, dalla fabbricazione della batteria, dalla discarica con successiva ossidazione, rottura, infiltrazione e dilavamento di una batteria NiCd malamente scaricata; oppure se siano peggiori e meno duraturi i danni all'ambiente causati dall'emissione di idrocarburi e dalla raffinazione del petrolio. Sono necessarie accurate statistiche su ogni tipo di combustibile fossile e di accumulatore in modo di poter giudicare gli apporti e le fuoriuscite di inquinanti per giudicare equamente l'impatto ambientale totale. Ma la situazione si e risolta proibendo questo tipo di batterie anche perche sono oramai tecnologicamente sorpassate.

Una grande differenza tra i veicoli BEV ed ICE rispetto al tempo di vita consiste nel fatto che i primi utilizzano la elettricita al posto di combustibili liquidi. Qualora l'elettricita fosse generata a partire da fonte rinnovabile cio presenterebbe un consistente vantaggio in termini di inquinamento atmosferico. In ogni caso, se la elettricita fosse prodotta da combustibili fossili (come e nella gran parte dei casi, ma mai l'unica fonte) Il vantaggio relativo dei veicoli elettrici e sostanzialmente ridotto . Ne deriva che lo sviluppo di sorgenti di energia che non emettano CO2 e necessaria ridurre la emissione totale netta dei veicoli elettrici mentre e impossibile avere benefici nella riduzione per i veicoli ad benzina/diesel. In ogni caso, l'impatto ambientale della produzione di energia elettrica (emissioni indirette) dipende dal mix della produzione ed e enormemente piu ridotto della emissione diretta prodotta dai veicoli ICE

Rispetto al tempo di vita, un'altra importante differenza tra i veicoli elettrici e quelli a combustione interna consiste nell'utilizzo di consistenti batterie di accumulatori. I moderni accumulatori hanno dimostrato di poter superare in durata gli stessi veicoli elettrici su cui sono installate. Ad esempio gli accumulatori provati da Toyota hanno mostrato solo un minimo calo di risultati dopo aver percorso 240.000 chilometri. Certamente nell'utilizzo reale i dati mostrano risultati peggiori, tipicamente gli elementi al litio perdono di efficienza per circa 20-40 percento all'anno; cosi se si fanno 240.000 chilometri su una pista di test si possono confermare i dati rilevati da Toyota ma se, in un utilizzo reale, si percorrono all'anno 10.000 chilometri, la batteria di accumulatori andra sostituita dopo 30.000 chilometri con una spesa di circa 20.000 Euro con un costo pari a 0,67 �/km, ma trattandosi di una tecnologia recente i futuri progressi porteranno sicuramente ad batterie che vivono piu del veicolo.

I veicoli BEV, non essendo dotati di motore che brucia combustibile liquido e dei conseguenti apparati necessari al suo funzionamento, sono enormemente piu affidabili e richiedono una manutenzione minima. Sebbene i veicoli BEV siano poco diffusi, essi possono trarre vantaggio dagli avanzamenti tecnologici che si stanno realizzando in altri mercati come quello dei telefoni cellulari, dei laptop, dei carrelli elevatori e dei veicoli elettrici ibridi. Le innovazioni nella tecnologia delle batterie elettriche che si sviluppa negli altri mercati possono essere utilizzate al fine di rendere i veicoli BEV piu pratici e diffusi. Prestazioni in accelerazione

Prestazioni in accelerazione

Molte delle vetture elettriche di oggi sono capaci di prestazioni in accelerazione che superano quelle dei veicoli a benzina della stessa potenza. La Tesla Roadster, una sportiva biposto attualmente commercializzata dalla californiana Tesla Motors e dotata di un motore elettrico asincrono a tre fasi con trasmissione monomarcia, accelera da 0 a 100 km/h in 3,7 secondi: una rapidita superiore a quella di una Ferrari 575M Maranello ad esempio.

I veicoli elettrici possono utilizzare una configurazione diretta motore-ruota che aumenta l'efficienza nell'erogazione della potenza. Il fatto che possono avere molteplici motori collegati direttamente alle ruote permette a ciascuna ruota di essere sia propulsiva che frenante, cosa che aumenta la trazione.

In alcuni casi, il motore puo essere alloggiato direttamente nella ruota, come nel disegno noto come "Whispering Wheel", che abbassa il centro di gravita complessivo del veicolo e riduce il numero di parti in movimento. Quando non sono dotate di un asse, di un differenziale, oppure della trasmissione, i veicoli elettrici godono di una minore inerzia rotazionale del treno direzionale ma anche di un minor peso e di componenti che consumano energia nel loro funzionamento. Un sistema senza ingranaggi, o con un solo ingranaggio in alcuni BEV elimina la necessita di un cambio a marce, dando all'auto un'accelerazione e frenata piu dolce. Si consideri inoltre che i motori elettrici, con i moderni sistemi di alimentazione, possono lavorare a potenza o a coppia costanti; i motori a combustione interna hanno una propria curva caratteristica, seguendo la quale i regimi di coppia e potenza massime si hanno in zone molto limitate della velocita di rotazione, in genere verso i 2/3 della velocita massima per la coppia e 4/5 per la potenza.

Alcune vetture elettriche da corsa dragster hanno motori elettrici con cambi e trasmissioni a due marce per incrementare la velocita massima