I motori di domani: vincerà l'elettrico? Si, ma non ora

I motori di domani: vincerà l'elettrico? Si, ma non ora
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Enrico De Vita
  • di Enrico De Vita
Enrico De Vita fa il punto sulla "grande confusione" a cui siamo di fronte fra decisioni politiche, soluzioni tecniche e risorse ancora da trovare
  • Enrico De Vita
  • di Enrico De Vita
9 marzo 2022

Alcuni sindaci europei hanno iniziato a vietare la circolazione di motori endotermici a partire dal 2035. Bruxelles, sempre sensibile alle innovazioni, si accoda e chiede ai 27 governi della UE di decretare per legge che da quell’anno non si producano più motori endotermici. Come sempre, le Case ingoiano il rospo, e rimangono a lungo in silenzio. Cosa sta succedendo in realtà?

Semplice. I carmaker stanno facendo due conti. E sono usciti allo scoperto, come ha rivelato la eloquente raccolta di dichiarazioni “vip” che Carlo Bellati ha pubblicato la settimana scorsa. Alcuni manager, quelli che usano più spesso il termine “sostenibilità”, hanno sposato la causa dell’elettrico, tutto e subito, via il dente via il dolore. Altri, più attenti al marketing e ai numeri delle vendite, hanno optato per l’ibrido, compromesso buono per tutte le stagioni e che in qualche modo consente di tenere ancora in vita le linee di produzione del motore a pistoni.

I tecnici puri, invece, hanno impallinato i primi e i secondi chiarendo alcune cose:

  1. Non si deve obbligare per legge ad adottare una tecnologia, ma solo imporre un limite ai consumi o alle sostanze emesse;
  2. Se il problema è l’anidride carbonica, si possono formulare combustibili sintetici molto vicini alla neutralità o addirittura totalmente carbon neutral, come l’idrogeno (che Toyota utilizza nelle corse per mostrare che l’estinzione del motore a pistoni è un attentato alla “diversità”);
  3. Il motore a scoppio ha 120 anni di continuo miglioramento tecnico, produttivo e funzionale, che ha goduto di investimenti colossali come nessuna altra industria ha potuto fare;
  4. Il termico ha raggiunto una incredibile economia di scala che consente costi di produzione difficilmente raggiungibili in pochi anni da altre motorizzazioni;
  5. Se non abbiamo modo di produrre energia elettrica con fonti totalmente rinnovabili, le Bev rischiano di rimanere solo un esercizio velleitario. Anzi possono peggiorare la situazione ambientale;
  6. La sola costruzione di batterie per autotrazione comporta l’impiego di una quantità di energia elettrica pari a quella di una intera vettura termica, per cui il bilancio negativo (deficit) è doppio.
  7. Se per introdurre una Bev incentiviamo la rottamazione di un’auto Euro 4 ancora perfettamente funzionante, allora la CO2 risulta tre volte perdente. Senza contare il costo degli incentivi.

Come la pensiamo noi?

Il motore elettrico ha, già oggi, tutte le caratteristiche per essere vincente. Anzi stravincente. Non sappiamo quando, ma è certo che vincerà. Perché è l’ideale per i progettisti. Anche qui, andiamo per punti:

  1. Puoi usare un solo motore elettrico: e con ciò elimini in un colpo solo il cambio, che non serve più perché l’inverter – regolando la frequenza e l’ampiezza della corrente – consente di ottenere un cambio a infiniti rapporti (modifica la frequenza) e un acceleratore progressivo, che agendo sulla ampiezza della corrente garantisce la massima coppia ad ogni regime;
  2. Elimini anche la frizione perché, a differenza dei motori termici, quello elettrico non ha un regime minimo al di sotto del quale non può ruotare: può essere fermo, apparire spento, ma pronto a scatenarsi da zero con la sua coppia massima. La diffusa convinzione che tutte le Bev abbiano una ripresa eccezionale deriva proprio da questa caratteristica, che, fra l’altro, consente anche di eliminare il motorino di avviamento con tutti i suoi ingranaggi;
  3. Non ti serve quasi del tutto l’impianto di lubrificazione e riduci al minimo quello di raffreddamento. E questo significa per il progettista dimenticare lo stress del “reparto sperimentazione” per verificare che, nelle estenuanti prove ad Arvidjaur (Circolo Polare) o sulla pista di Nardò in Puglia temperature e radiatori non diventino una cella frigorifera o una pentola a pressione;
  4. Puoi adottare due motori, uno davanti e uno dietro per dare luogo a una trazione integrale priva di giunto viscoso e di albero di trasmissione. E, soprattutto, priva di differenziale centrale. Si può così affidare tutta la gestione delle coppie a un semplice e intelligente microchip. 
  5. Puoi metterli entrambi sulle ruote anteriori, per eliminare il differenziale (anch’esso sostituito dall’elettronica), ottenendo inoltre due vantaggi esclusivi: gestire la frenata delle ruote anteriori fino a delegare ad esse l’80% dell’azione frenante, riducendo così la potenza e il peso dell’impianto freni tradizionale. Inoltre, differenziando l’azione frenante fra due le ruote si possono sostituire o integrare le funzioni dell’ABS e dell’ESP;
  6. Puoi gestire in maniera diversa la velocità delle ruote anteriori, inviando più a meno coppia a una singola ruota. Avete presente come fanno i carri armati a sterzare? Frenano un cingolo e accelerano l’altro: allo stesso modo con un joystick si arriverà a guidare le vetture. Elettronica permettendo.
  7. Puoi mettere tre motori, due davanti e uno dietro e ai vantaggi appena accennati unisci quello della trazione integrale. Questa configurazione appare come una soluzione monca perché conserva ancora un differenziale posteriore. Se abbiamo montato due motori elettrici davanti, vuol dire che possediamo motori brushless alloggiati dentro le ruote e in grado di fornire coppie mostruose.
  8. Tanto vale, allora, montarne quattro e ottenere il controllo totale di velocità e di coppia (positiva e negativa) su ogni singola ruota. Il che equivale alla gestione elettronica estrema della motricità.

Per queste ragioni un progettista non può che considerare eccezionale il ventaglio di possibilità che gli offre il motore elettrico. Rimane un piccolo dettaglio. Dove prendere la corrente?

Questo è il dilemma che ci impone, da tecnici, di affermare che il motore elettrico non ha ancora vinto definitivamente sul motore endotermico. Abbiamo qualche infatti dubbio che le attuali batterie siano quelle vincenti. Non per nulla Elon Musk ha detto che non farà una Tesla con 1000 km di autonomia: la sua batteria sarebbe troppo pesante da portare a spasso, magari con una sola persona a bordo. Forse le future batterie allo stato solido si avvicineranno alle esigenze attuali, fino a coprire buona parte degli utilizzi per la mobilità, ma è certo che per gli impieghi autostradali, per i trasporti merci, per le macchine movimento terra, per i trattori e per le navi, ancora per molti anni - e ben oltre il 2035 - sentiremo ancora parlare di pistoni e assi a camme.

Ormai è certo che solo le fuel cell potranno fornire una risposta adeguata, lo dimostrano i tanti esempi di Case che sperimentano sul campo questa soluzione. La quale, tuttavia, sarà concretamente realizzabile solo quando avremo tanto idrogeno disponibile. Il che vuol dire quando produrremo energia abbondante, o meglio, energia in eccesso da consentirci di ricavare idrogeno impiegando la energivora elettrolisi dell’acqua. Sempre che avremo ancora acqua “potabile”.

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