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lunedì 3 agosto 2009

Un po' di chiarezza sull'auto ibrida

Nonostante la prima ibrida sia stata commercializzata in Giappone fin dal 1997 (e in Europa dal 2000), circolano ancora molti fraintendimenti su questa tecnologia. Vediamo di fare un po' di chiarezza.

Cos'è un'auto ibrida?

Chiaramente con "ibrido" si possono intendere tante cose. Ai fini di questo post "veicolo ibrido" si intende un veicolo con due fonti di energia meccanica: un motore endotermico "classico", abbinato ad un motore elettrico. Entrambi i motori contribuiscono alla propulsione del veicolo. Per essere ancora più chiari, facciamo un rapido elenco delle vetture ibride attualmente in commercio:

Honda
-Insight
-Civic Hybrid
Lexus
-GS 450h
-LS 600h
-RX 400h
-RX 450h
Mercedes
-S 400 Hybrid
Toyota
-Prius

Ricordo che Lexus è il marchio "nobile" (se può avere qualche significato...) di Toyota.

Chiarito dunque di cosa stiamo parlando, passiamo ad analizzare alcuni fraintendimenti tipici.

Fraintendimento 1: Le auto ibride vanno a metano/metanolo/biocarburanti

Verdetto: falso

Al momento attuale, tutte le ibride in commercio sono abbinate a motori a benzina. Nulla vieta, in teoria, di fare motori con alimentazioni diverse. Tecnologicamente però c'è da tener conto che il sistema ibrido comporta un aggravio di costi e pesi, dunque è meglio tenersi leggeri e semplici sul resto, cioé sul motore. Di sicuro, la Peugeot e altre case europee stanno studiando veicoli ibridi diesel/elettrici, ma, al momento, tutte le ibride sopraelencate si riforniscono alla solita pompa della benzina.

Fraintendimento 2: Le auto ibride hanno bisogno di una presa elettrica per ricaricarsi

Verdetto: falso

Per adesso le auto ibride utilizzano una batteria interna, più capiente e separata da quella dei servizi di bordo, soltanto per accumulare temporaneamente l'energia. Questa batteria si ricarica durante la marcia, senza alcun intervento da parte del guidatore. Quindi non serve alcuna presa elettrica. E' altresì vero che la terza generazione della Prius attualmente in fase di commercializzazione verrà offerta anche in versione "plug-in". Avrà cioé la possibilità di ricaricare la batteria anche durante la sosta in garage con energia proveniente dalla rete elettrica. Le ibride plug-in permetteranno maggiori autonomie in funzionamento "solo elettrico". Alcuni le vedono come naturale fase evolutiva verso l'auto elettrica. Sebbene l'energia elettrica sia cara, essa non è soggetta alle accise sui carburanti, dunque poter sostituire un litro di benzina con l'equivalente elettrico può permettere dei risparmi. Il bilancio ecologico invece dipende fortemente da come questa energia elettrica viene creata, ma qui si va off topic...

Fraintendimento 3: Le ibride non danno vantaggi in autostrada

Verdetto: Quasi vero

Per sua concezione, il sistema ibrido è molto efficace soprattutto quando la marcia è composta da frequenti variazioni di velocità. A regime costante come si può avere su un'autostrada sgombra, invece, la possibilità di accumulare energia durante le (inesistenti) frenate è inutile. C'è però da dire che un vantaggio del sistema ibrido consiste anche nel fatto che il motore termico è "piccolo". Di fatto, nel caso della Insight, che pure ha 100 cavalli in totale, il motore è un 1.3. Nel caso della Prius la faccenda è ancora più complicata poiché il motore è un ciclo Atkinson, per farla breve, quel motore aspira aria come un 1.2 ma la sfrutta come un 1.5. Questo è indubbiamente un piccolo vantaggio del sistema ibrido che permette di non esagerare coi consumi in autostrada. Resta però inteso che se si percorrono decine di migliaia di km all'anno sulle autostrade a velocità di codice e anche più (Germania), una macchina molto aerodinamica, lunga, bassa e con un motore diesel resta la scelta migliore.

Fraintendimento 4: Le ibride hanno due sistemi di propulsione e dunque soffrono dei difetti di entrambi

verdetto: falso

I due sistemi di propulsione sono complementari in molti aspetti, il vantaggio netto è tangibile. Cio è dovuto ad una concomitanza di fattori, come spiegato qui.

Fraintendimento 5: La Honda dichiara 22,7 km/l (4,4%) di consumo, ma mio cugggino una volta con la Punto diesel ha fatto 25 km con un litro.

verdetto: embé?

Il consumo è fortemente legato alle condizioni di utilizzo dell'auto, allo stile di guida, alla velocità media, al tipo di strade ecc. Chi vive in pianura e viaggia spesso a 70 all'ora su strade completamente pianeggianti e scorrevoli, col piede leggero può far miracoli con qualsiasi veicolo. Il vantaggio del sistema ibrido si evidenzia in condizioni di guida più severe: città, extraurbano trafficato, pendenze. Se volete conoscere i veri consumi di queste macchine, provate ad indagare nei fora dedicati, interrogando chi le possiede e le usa in condizioni simili alle vostre. Il vantaggio del sistema ibrido nei consumi è scientificamente misurato: resta da stabilire caso per caso se il vantaggio sia utile al proprio stile di guida e di utilizzo.

Fraintendimento 6: La Toyota può marciare in solo elettrico mentre la Honda no.

Verdetto: falso

Il sistema Toyota è molto più complesso di quello Honda. La Toyota Prius può partire e fare piccoli tratti col motore termico spento, muovendosi con il solo motore elettrico. Man mano che si sono avvicendate le versioni, queste possibilità si sono fatte più estese. La Honda, avendo un sistema ibrido parallelo, con il motore elettrico rigidamente vincolato a quello termico, parrebbe non poter fare la stessa cosa. E' vero infatti che la Honda parte sempre avviando il motore termico, ma è anche vero che tra 15 e 45 km/h essa e in grado di viaggiare in modalità "solo elettrica". Come fa? Il motore termico gira lo stesso, però le valvole di aspirazione e scarico restano chiuse (la bella tecnologia Honda VTEC, nel caso specifico con una camma a profilo circolare), dunque l'aria nei cilindri si comporta come una molla che si comprime ed espande ad ogni giro, senza (mediamente) rubare energia.
Questo sistema non è in grado di avviare l'auto, dunque è inutilizzabile ad esempio per fare manovra in garage poco aerati o per attraversare zone pedonali. Ci vuole inoltre un po' di allenamento con l'acceleratore per far scattare il funzionamento "solo elettrico".

Fraintendimento 7: La Prius ha un cambio a variazione continua
verdetto: da chiarire

Tutte le ibride finora costruite sono dotate di cambio automatico, poiché, parafrasando Clemenceau, la cambiata è una cosa troppo seria per lasciarla ai guidatori. La Honda Insight sfrutta in effetti un cambio a variazione continua CVT a cinghia. Nel caso del HSD della Toyota, invece, non esiste alcuna cinghia: la variazione del rapporto di trasmissione si ottiene in maniera molto più complessa. Tra il motore termico e quello elettrico è interposto un differenziale, e la velocità netta alle ruote è appunto la differenza di velocità tra il motore termico e quello elettrico (che però può funzionare anche da generatore). Il computer di controllo gestisce questo differenziale per permettere il funzionamento sia in serie, sia in parallelo, sceglie il rapporto di trasmissione, i regimi dei motori, i flussi di energia ecc. Vi dicevo che era complesso...
In conclusione, sì, la Toyota Prius ha un cambio automatico (a variazione continua) e no, non è un cambio CVT convenzionale.

Spero che, leggendo queste note, smetterete di chiedere ai possessori di auto ibride dove si riforniscano di idrogeno :-)

9 commenti:

Anonimo ha detto...

Bel
ciao
Ila

Marco *Consumo Meno* ha detto...

olèè! ora ho le idee più chiare! Grazie!

markogts ha detto...

Grazie della visita, Marco!

Anonimo ha detto...

meraviglioso blog!
Imperdibile!!!

ciau da una... anonima fan celebrativa, ciamemola... X

motogio ha detto...

Ciao Markogts, non so se lo conosci già ma per avere un idea del consumo reale di un auto c'è un sito Tedesco dove ognuno può iscriversi e fornire i dati di consumo della propria auto.

Ad esempio per la Prius III i consumi variano da un ottimo 3,41 l/100km ad un modesto 6,78 l/100km
o se preferisci da 29 km/l a 14,7 km/l.

Spritmonitor.de / Overview:Toyota Prius

Ps complimenti per il tuo blog ;)

markogts ha detto...

Grazie motogio, spero di aggiornare presto il blog con altri post, è che preferisco "pochi, ma buoni". Ci sono tanti altri blogger che alzano la media ;-)

Sottolineo nuovamente i due punti che giustamente osservi:
1) lo stile di guida è fondamentale per avere buoni consumi. In particolare, frenate brusche e regimi elevati del motore incidono tantissimo. In autostrada, naturalmente, la velocità è la variabile più importante. Prima di cambiare l'auto "perché consuma troppo", è bene fare un check obiettivo del proprio stile di guida, che è a costo zero (a patto di non avere la presunzione di "sapere già come si guida")
2) I consumi REALI non sono facili da prevedere. I dati di omologazione sono solo una vaga indicazione teorica. Molto meglio guardare le prove delle riviste specializzate e le indicazioni sui siti come quello da te indicato.

enrico ha detto...

ciao!
Scusa ma siccome non è che ci mastichi molto non capisco la differenza tra l'Atkinson-cycle e il motore Wankel. Non sono la stessa cosa (più o meno)?

Comunque ottimo articolo!

markogts ha detto...

Ciao Enrico, grazie della visita!

Brevemente: il motore Wankel non prevede un "ciclo" (inteso come andamento di pressioni e temperature all'interno del motore) particolare. Il motore Wankel si basa sempre sul ciclo Otto, solo che i volumi variabili non vengono ottenuti da pistoni che si muovono all'interno di cilindri. Wankel si basa piuttosto su uno o più "pistoni" di forma trilobata che ruotano all'interno di una camera trocoidale, come mostrato ad esempio qui.

Il ciclo Atkinson invece prevede un motore "classico" con pistoni e cilindri dove però la compressione comincia con un po' di ritardo. Il fatto è che, in un motore "normale", alla fine dell'espansione, quando il pistone è completamente sceso, i gas hanno ancora una notevole pressione, pressione che però non si riesce a sfruttare perché meccanicamente il pistone è arrivato al massimo della sua corsa verso il basso. (Questa pressione ad esempio serve per spingere le turbine dei motori turbocompressi). Nel ciclo Atkinson, l'idea è quella di comprimere meno aria all'inizio (ritardando la chiusura della valvola di aspirazione) in modo da avere anche meno gas alla fine, ma sfruttandoli meglio. In pratica, il motore aspira aria come un 1.2, ma la espande come se fosse un 1.5. I gas escono a temperature e pressioni minori, a vantaggio dell'efficienza (ma con prestazioni da 1.2, non da 1.5!)

Anonimo ha detto...

...scusa ma perche' a mi no te me ga ringraziado per la visita? ciamemola X