Come funziona l'Auto Elettrica (AUTO 6° PARTE) Batterie - Coppia istantanea - Frenata rigenerativa

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L'auto elettrica è un'automobile con motore elettrico che utilizza come alimentazione, l’energia chimica immagazzinata nelle batterie e trasferita da queste al motore sotto forma di energia elettrica.

I primi prototipi furono realizzati già 200 anni fa, nella prima metà del 19° secolo (XIX), in quegli anni di rivoluzioni industriali si fecero scoperte scientifiche e tecnologiche che trasformarono la vita della popolazione dei paesi industrializzati.
A cavallo tra il 19° e il 20° secolo le auto elettriche vendettero di più rispetto ai veicoli a benzina ma a causa dei limiti tecnologici e costi delle batterie, presero il sopravvento le auto a combustione, che con l’abbassamento del prezzo del carburante e del costo inferiore del mezzo uscirono vincitrici dall'epoca pionieristica del motorismo diventando il modello più affermato negli anni avvenire.

Nel 21° secolo (XXI) ci sono stati grandissimi progressi tecnologici, l’avvento dei dispositivi mobili come smartphone e computer ha favorito lo sviluppo delle batterie, soprattutto alla batteria agli ioni di Litio, riducendo i grossi problemi che avevano in passato e portando alla rinascita le auto elettriche.

Tutt'oggi i veicoli elettrici hanno una maggiore efficienza energetica rispetto alle automobili a combustione interna; ma come principali svantaggi hanno una limitata autonomia della carica, un elevato tempo impiegato per la ricarica e un deterioramento della batteria nel tempo.

Guardiamo com’è fatta la batteria, più propriamente detta accumulatore , che è il vero cuore dell’auto. Solitamente sulle auto elettriche sono presenti accumulatori agli ioni di litio, perché sono piuttosto compatti e leggeri rispetto alla grande energia che generano.
L'accumulatore agli ioni di litio è un tipo di batteria ricaricabile formata da tante piccole celle simili a quelle che comunemente utilizziamo nella vita quotidiana.
Le celle sono collegate fra di loro in una combinazione in serie e in parallelo per produrre il giusto voltaggio e amperaggio.
Durante l’utilizzo delle batterie il loro calore aumenta; temperature troppo elevate danneggiano le batterie al litio, che rischiano addirittura di esplodere, per questo un circuito di refrigerante collegato a un radiatore viene fatto passare attraverso le celle in modo da far funzionare la batteria a una temperatura sempre ottimale e aumentare la durata e il rendimento di esercizio.
Inoltre la batteria, di altezza ridotta, è solitamente posizionata sul pianale della vettura, ciò comporta un notevole abbassamento del centro di gravità, migliorando la stabilità della vettura.

Spostiamoci verso il comparto elettronico dell’automobile.
Le batterie cedono corrente continua, ma la maggior parte delle auto elettriche la converte in corrente alternata grazie a un dispositivo chiamato inverter.
Questa trasformazione è fondamentale, in quanto la corrente alternata, abbinata a un motore elettrico a corrente alternata, è molto più efficiente di un corrispettivo a corrente continua.
L’inverter può variare a nostro piacimento la frequenza della corrente alternata che viene inviata al motore, che può essere sincrono o asincrono, il quale varia la sua velocità proprio in base alla frequenza della corrente.
In questo modo possiamo regolare la velocità del motore elettrico.

Se sei interessato al funzionamento dell’inverter e del motore a corrente alternata guarda i nostri precedenti video.

I grandi vantaggi che ha il motore elettrico rispetto a uno a combustione interna sono i diversi indici di coppia e gli alti regimi di rotazione.
Un motore a combustione interna produce coppia e potenza utilizzabili solo entro un intervallo di velocità limitato. Per questo la trasmissione, che porta il moto alle ruote, deve essere provvista di più rapporti che entrano in funzione uno dopo l’altro con l’aumentare della velocità.
Un motore elettrico invece ha una coppia che rimane sostanzialmente costante, da velocità zero, fino al suo massimo numero di giri, che solitamente è molto elevato.
Questa caratteristica comporta, un funzionamento efficiente a qualsiasi regime di rotazione, e alla possibilità di fare a meno di una trasmissione con vari rapporti, ricorrendo a una semplice trasmissione a singola velocità che riduce le alte rotazioni del motore e ne aumenta la coppia relativa; in certi modelli viene aggiunta al massimo una seconda marcia per abbassare ulteriormente i giri motore ad alta velocità.
Mentre per innescare la retromarcia basta che l’iverter inverta le fasi di alimentazione del motore, che girerà al contrario facendo retrocedere l’automobile.

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