Born electric

Secondo molti esperti l’auto elettrica sfonderà sul mercato in tempi brevi per i notevoli vantaggi che presenta, prendendo il sopravvento sulle ormai sorpassate auto a benzina. Altrettanti esperti sono invece convinti dell’esatto contrario – uno su tutti, Marchionne – scommettono sull’avanzamento della tecnologia del motore a scoppio e vedono l’auto elettrica solo come un prodotto di nicchia per ambientalisti insoddisfatti.

Senza girarci troppo attorno, dal punto di vista energetico il problema dell’auto elettrica è l’autonomia garantita dalla batteria. Con un “pieno” elettrico, cioè con la batteria completamente carica, si percorrono circa 120 chilometri, che sono decisamente pochini. A peggiorare le cose la batteria costa una pacca e, allo stato attuale della tecnologia, per fare il “pieno” e caricarla completamente bisogna attaccarsi alla presa della corrente per 8 ore, ammesso che troviate un qualsiasi distributore che ve lo consenta.

Ora, le soluzioni possibili sono due: investire in ricerca e trovare nuove batterie di maggior capacità, capaci cioè di stoccare più energia a parità di peso, oppure diminuire il peso del veicolo. Aumentare il quantitativo di batterie a bordo non è una soluzione percorribile, perchè le batterie pesano un botto e caricandone di più si appesantisce l’auto, con conseguente perdita di prestazioni.

Come si può allora diminuire il peso del veicolo? Batteria a parte, la maggior parte del peso dell’auto è costituita dall’acciaio della carrozzeria. BMW ha aggredito il problema della riduzione del peso su due fronti: design e materiali innovativi per le nuove i3 e i8 che verranno presentate tra due settimane al Motor Show di Francoforte, in Germania.

L’importanza del peso

Come detto, la riduzione del peso è particolarmente importante per i veicoli elettrici perché, assieme alla capacità della batteria, il peso è il principale fattore di limitazione dell’autonomia dell’auto. In accelerazione ogni chilogrammo di peso extra si fa sentire sotto forma di consumi maggiori. E in città, dove accelerazioni e frenate sono frequenti, son dolori. Altrimenti detto, minore è il peso dell’auto, meno benzina (o elettricità) si consuma e, quindi, l’autonomia aumenta. In tempi di caro-petrolio, non sorprende che gli sforzi dell’industria automobilistica si siano concentrati sulla riduzione del peso, in attesa di batterie migliori. Ovviamente questa non deve andare a scapito della sicurezza: una tavola di legno con quattro ruote consumerebbe indubitabilmente poco, ma al primo incidente si passa a miglior vita. La sfida dei materiali avanzati per auto è proprio questa: ridurre il peso dei veicoli mantenendo intatte le prestazioni, e possibilmente senza costare come un’astronave. Il che, ve lo garantisco, non è per nulla facile.

Design

Alimentare un veicolo elettrico va ben oltre la bruta sostituzione del motore a combustione interna con un motore elettrico. L’elettrificazione comporta cambiamenti estesi. I veicoli progettati per essere alimentati da motori a combustione interna e successivamente convertiti per funzionare ad elettricità generalmente non sono una soluzione ottimale. Le auto convertite sono infatti pesanti e relativamente scarse in sicurezza e bilanciamento. La batteria pesa un botto, e va posizionata accuratamente evitando, ad esempio, di concentrare troppo peso davanti o dietro, sbilanciando il veicolo in curva o quando cercate di evitare di finire fuori strada.

BMW ha sviluppato un nuovo concept per auto specifico per i veicoli elettrici: il LifeDrive. Questo tipo di auto è costituito da due moduli separati: Guida (Drive) e Vita (Life), che ricordano vagamente la soluzione modulare della Mach Patrol di Daitarn 3 (errr).

La priorità dei veicoli elettrici è quella di integrare la batteria, che è la parte più grande e pesante della struttura del veicolo, in modo che sicuro sia dal punto di vista operativo che in caso d’incidente. Il modulo Guida (Drive) integra la batteria – disposta sopra il telaio, con forma e dimensioni di un materasso per bambini – con i sistemi di guida e le parti strutturali del telaio. La differenza più evidente rispetto ad un’auto convenzionale è l’assenza dello spazio riservato alla trasmissione – quel rialzamento fra i sedili che costringe il quinto passeggero dell’auto a viaggiare scomodissimo, con le gambe rialzate. Il sistema di trazione elettrico è, nel complesso, molto più compatto di quello del motore a combustione interna ed è possibile ospitare motore elettrico, cambio, l’elettronica e assali in un spazio ridotto. Il modulo Vita altro non è che il classico abitacolo, ma con una sorpresa.

Materiali

La sopresa sono i materiali utilizzati da BMW. Come detto, il Modulo Guida (Drive) unità riunisce diverse funzioni all’interno di un’unica struttura. Per rendera leggera ma resistente questa struttura verrà realizzata in alluminio. Oggi l’alluminio è usato per per parti strutturali degli aerei e solo per alcune parti, non strutturali, delle auto quali, ad esempio, tetto e spoiler, per i veicoli della parte alta del mercato.

La novità del Modulo Vita (Life) è il materiale di cui è costituito: plastica rinforzata con fibra di carbonio ultraleggera (CFRP) secondo un approccio simile a quello utilizzato nelle vetture di Formula Uno. Le fibre di carbonio vengono prima intrecciate in strutture reticolari e poi incorporate in una matrice plastica per creare un materiale composito. Le CFRP offrono una serie di vantaggi come materiale per auto: possiedono un alto grado di flessibilità e possono essere lavorate quasi come un tessuto, sono scarsamente sensibili alla corrosione e sono resistenti come l’acciaio, ma molto più leggere.

In pratica, ed è questa forse la novità più rilevante, l’auto elettrica secondo BMW usa pochissimo acciaio e, di conseguenza, cambia il design cui siamo (eravamo?) abituati. Secondo la casa tedesca, questa nuova architettura modulare consentirebbe l’impiego di nuovi processi produttivi più semplici e flessibili, ma è ancora presto per dirlo. Comunque tutto, ma proprio tutto, nell’auto elettrica di BMW è stato creato con un unico scopo: perdere peso, senza perdere in prestazioni. Secondo BMW, impiegando materiali avanzati si arriva ad una riduzione di peso tra il 30 e il 50 per cento.

Costo e produzione

Ma se alluminio e fibra di carbonio sono così convenienti rispetto all’acciaio, perchè non sono mai stati usati prima nelle auto? Per due semplici motivi: il primo è il costo, il secondo è il limite nel volume di produzione. La produzione di materiali high-tech sulla scala di un mercato di massa come quello dell’auto è sempre stato reputata troppo costosa e ancora non sufficientemente flessibile. L’alluminio, tanto per fare un esempio, costa quattro o cinque volte di più dell’acciaio e mancano ancora degli standard internazionali robusti per il riciclo. Le plastiche composite con la fibra di carbonio ad alte prestazioni, invece, sono costose e hanno bisogno di un sacco di tempo per essere prodotte. Per queste ragioni il loro impiego nel mercato di massa è sempre stato di nicchia.

La strategia di BMW potrebbe cambiare la situazione. Pochi giorni fa è stato inaugurato l’impianto per la produzione di fibra di carbonio a Moses Lake (USA). Si tratta di in una joint venture tra SGL Group e BMW Group per la produzione di plastiche riforzate con fibra di carbonio espressamente dedicata all’auto elettrica di BMW. In pratica, BMW comincia a produrre in prima persona i materiali di cui ha bisogno. Dopo il litio per le batterie, i carmakers entrano anche nel mercato dei materiali ad alte prestazioni.

Quali sono le previsioni di vendita dell’auto elttrica? L’impianto di Moses Lake ha due linee dalla capacità di 1500 tonnellate l’anno cadauna che dovrebbero diventare completamente operative nel 2013. Questo grossomodo corrisponde alla produzione di materiale sufficiente per circa 10mila veicoli elettrici l’anno. Confrontato con il milione e mezzo di auto che BMW vende ogni anno, stiamo allo 0.7 per cento. Non certo poca roba, ma nemmeno uno sconvolgimento epocale. Questo al netto dell’effetto del caro-petrolio, ovviamente. L’ultima parola spetta comunque al mercato. Intanto, appuntamento tra 10 giorni al Motor Show di Francoforte, per toccare con mano le BMW i3 e i8.

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7 Responses to Born electric

  1. Mattia says:

    120 km sono pochini ma non per chi ne fa pochi.

    http://www.motori.it/attualita/8997/italia-calano-km-percorsi-in-media-da-ogni-auto.html
    Se nel 2015 si pronostica una media di 11,000 km all’anno per gli italiani (30 km al giorno, ad auto), e sommando la tecnologia (e l’infrastruttura) che avremo nel 2015, l’autonomia di un’auto elettrica diventa l’ultimo dei problemi, secondo me.

    • Hai ragione, ma se hai un’emergenza e devi fare una deviazione che fai?

      • mattiapaoli says:

        Se fai un uso della macchina che prevede la possibilità di emergenze o deviazioni particolari, non prendi una macchina elettrica.

        Però dati alla mano è una non-necessità, la media dei km percorsi da una persona è così bassa da rendere superfluo ragionare sulle emergenze.

        E poi comunque le emergenze le si gestiscono con la infrastrutture, nel tempo, ma se mai non si parte con le vendite e gli incentivi, mai sarà conveniente fare infrastrutture. E’ un gatto che si morde la coda, ma bisogna avere il coraggio di partire da qualche parte, il resto seguirà.

      • Se fai un uso della macchina che prevede la possibilità di emergenze o deviazioni particolari, non prendi una macchina elettrica.
        Non so come fai tu, ma io le emergenze non le so mica prevedere. Eh no, la questione delle emergenze non e’ una non-necessita’. Fa parte della flessibilita’ d’uso e dell’affidabilita’ del mezzo. E 120 km di autonomia per 8 ore di ricarica non sono un bel modo di iniziare.

  2. ijk_ijk says:

    Se continuiamo a confrontare le auto elettriche a quelle tradizionali, queste ultime saranno vincenti su tutti fronti (tranne che per il rumore e sull’inquinamento locale) e non se ne uscirà mai e mai prenderanno piede sul mercato.
    Le biciclette elettriche stanno avendo mercato perchè sono piu prestazionali delle bici ordinarie e nessuno le mette in competizione con gli scooter o i motocicli.
    L’auto elettrica va confrontata con il NULLA in quanto sono una categoria a parte, e perchè l’esaurimento del petrolio renderà insostenibili le attuali auto endotermiche.

  3. ziomaul says:

    Un problema per chi produce auto è vendere un auto al tizio che già possiede un auto! Adesso la maggioranza (praticamente tutti) gli automobilisti posseggono un auto e pure nuova!!!
    .
    Per questo esiste un calo delle vendite. Non esistono più compratori.
    .
    L’unica strada percorribile è la novità… Ma che novità? Le hanno provate tutte senza risultati. Anzi l’unico risultato è stato l’aiuto di Stato che poi drogando il mercato peggiorò il tutto con uno scarso aiuto all’ambiente.
    .
    L’unica via è l’auto elettrica come novità (e anche bassa concorrenza) e anche perchè con i continui rincari della benzina (ma anche gas e diesel) solo “Onassis” potrà permettersi tra poco i consumi di una “Panda”!
    .
    Confronti? Se calcoliamo gli anni di vita costruttiva delle auto elettriche (da quanti anni si producono auto elettriche) dovremmo confrontarle con le auto “benzina” degli inizi 1950 e non del 2011 e di conseguenza anche la presenza dei rispettivi distributori.

    Insomma compra l’auto elettrica e sarai ecologico, innovatore, futurista, e bla, bla e le vendite ci sono…

    Ciao

  4. Pingback: Chi uccide l’auto elettrica | Filippo Zuliani

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