Nel 1996, l'auto elettrica a batteria EV-1 di General Motors è apparsa negli showroom Saturn in California e Arizona. Nei sette anni successivi, più di 1.000 modelli furono noleggiati a conducenti che volevano spostarsi senza l'onere di mettere benzina nelle loro auto. Tuttavia, GM alla fine ha deciso che la domanda dei consumatori e la tecnologia delle batterie non erano all'altezza e la maggior parte di quelle auto è finita in un impianto di frantumazione.
Dagli anni '90, il prezzo del carburante è salito alle stelle e la tecnologia delle batterie è notevolmente avanzata, quindi GM ha deciso che è tempo di fare un altro tentativo con l'auto elettrica. Questa volta, però, stanno facendo le cose in modo leggermente diverso.
Il Sistema di propulsione E-Flex è una piattaforma completamente nuova di GM che dovrebbe essere alla base dell'attesissima berlina Chevrolet Volt, che sarà presentata negli showroom entro la fine del 2010. Il sistema offre ciò che gli ingegneri chiamano una svolta rivoluzionaria sull'auto elettrica, una che è alimentata da energia elettrica ma può guidare per centinaia di miglia con l'aiuto di un motore a combustione interna.
"[I veicoli E-Flex non richiedono] alcun supporto da un motore a gas per funzionare, a differenza di un ibrido, che non può funzionare senza il motore", ha affermato il portavoce di GM Dave Darovitz. "Il nostro motore non è collegato direttamente alle ruote e si accende solo quando la batteria è scarica, fungendo da generatore di bordo fisso per creare elettricità aggiuntiva per ricaricare la batteria e alimentare l'auto". Tuttavia, a differenza delle auto ibride come la Toyota Prius - che utilizza un piccolo motore elettrico per la guida a bassa velocità e passa a un motore a combustione interna per l'accelerazione e una guida più veloce - GM considera le auto costruite sulla piattaforma E-Flex come auto elettriche piuttosto rispetto agli ibridi plug-in.
Dopo una notte di ricarica (va bene qualsiasi presa di corrente domestica), le ruote dell'auto sono azionate esclusivamente dall'energia elettrica del pacco batterie. Il motore a benzina viene utilizzato solo per ricaricare la batteria una volta esaurita.
Se tutto va secondo i piani di GM, le auto alimentate da E-Flex possono percorrere fino a 40 miglia (64 chilometri) con la sola energia elettrica, senza usare una goccia di benzina. Dopo 40 miglia (64 chilometri), la carica iniziale della batteria dell'auto è esaurita e il motore a combustione interna, chiamato range extender -- si accende senza problemi, azionando un generatore che carica la batteria e mantiene l'auto in funzione con l'energia elettrica.
Nella prossima sezione esamineremo il cuore della piattaforma E-Flex, la sua batteria, e quanti soldi risparmieresti con un'auto che funziona con una sola.
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La batteria E-Flex è una batteria avanzata agli ioni di litio da 400 libbre (181 chilogrammi) che genera fino a 16 kilowattora di elettricità.
I progressi nella tecnologia delle batterie che hanno reso possibile questo tipo di dispositivi negli ultimi anni spiegano perché un'auto sulla piattaforma E-Flex può fare quello che fa. L'EV-1, ad esempio, utilizzava una batteria al piombo che aveva la stessa potenza di un veicolo alimentato da E-Flex, ma pesava circa 2.200 libbre (998 chilogrammi) in più.
Anche la batteria E-Flex è scarica, a differenza delle batterie cilindriche agli ioni di litio utilizzate dalla maggior parte delle auto di questo tipo. Le celle piatte occupano meno spazio delle celle cilindriche, in modo che più energia possa essere immagazzinata nel pacco batteria dell'auto. Queste celle sono anche più facili da raffreddare e condizionare, poiché il fluido può fluire facilmente su una superficie piana.
A differenza delle batterie convenzionali che vengono semplicemente poste nel vano motore di un'auto, la batteria E-Flex è così grande che è effettivamente integrata nell'auto stessa. La batteria a forma di T attraversa il centro del veicolo tra le ruote anteriori e posteriori, con la parte superiore della "T" sotto il sedile del passeggero posteriore. Ciò mantiene la batteria al sicuro in caso di incidente.
Tuttavia, l'unicità della piattaforma crea sfide che GM deve affrontare.
"Il cuore e l'anima della [piattaforma E-Flex] è la batteria, con un veicolo in cima", ha affermato Tony Posawatz, direttore della linea di veicoli per la Chevrolet Volt. Gli ingegneri sanno come progettare e costruire veicoli, ha detto. "Ma montaggio della batteria, riscaldamento e raffreddamento, i tipi di materiali utilizzati... non è tutto noto."
A differenza delle celle a combustibile a idrogeno, la tecnologia è quella che non dovremo aspettare. "L'infrastruttura è già in atto per i veicoli elettrici", ha detto Posawatz. "L'elettricità costa uno o due centesimi al miglio, contro i 10 centesimi al miglio del gas in questo momento."
La batteria E-Flex è collegata a un motore elettrico che aziona le ruote anteriori del veicolo. È completamente silenzioso in questa modalità e tutto ciò che un guidatore sente è il rumore della strada.
Questo motore produce circa 120 kilowatt di potenza, che equivale all'incirca a circa 160 cavalli di un motore a combustione interna. Tuttavia, poiché i motori elettrici forniscono una coppia istantanea (non sarà necessario aumentare i giri del motore per sperimentare la sua piena potenza), la Chevrolet Volt offrirà prestazioni notevolmente migliori.
Il Volt dovrebbe passare da zero a 60 mph (97 chilometri orari) in meno di 9 secondi. Tuttavia, è la sensazione di lanciare l'auto che impressionerà davvero i guidatori pazzi per le prestazioni. L'accelerazione sembrerà più quella di un'auto sportiva con un motore V-6 che di una piccola utilitaria. L'auto utilizza anche la frenata rigenerativa , il che significa che l'auto sta raccogliendo energia cinetica mentre procede per inerzia o frena e utilizza questa energia per ricaricare la batteria. Avere la batteria nella parte inferiore dell'auto significa anche un baricentro basso.
Le batterie agli ioni di litio utilizzate sulle auto alimentate da E-Flex sono le stesse che funzionano con telefoni cellulari e laptop, solo molto più grandi. Per caricare la batteria, collega semplicemente l'auto a qualsiasi presa da 110 volt:qualsiasi presa domestica standard funzionerà. GM prevede che la maggior parte dei clienti caricherà l'auto durante la notte nei propri garage, un processo che richiede circa sei ore per essere completato. Su un circuito a 220 volt, i conducenti avranno bisogno di tre o quattro ore per caricare la batteria.
Gli ingegneri di GM stanno cercando di costruire un'auto che chiunque possa utilizzare. Mentre i molti componenti dei veicoli E-Flex sembrano complicati, Andrew Farah, l'ingegnere capo della Volt, vuole che le persone capiscano che mantenere l'auto in funzione è semplice come collegare un apparecchio. Il Volt ha una spina laterale da inserire nelle prese a muro per la ricarica.
Continua a leggere per conoscere il ruolo svolto da un motore a combustione interna nella Chevy Volt.
Una volta che il pacco batteria perde la sua carica iniziale, è tempo che il range extender - il nome GM per il motore a combustione interna nella parte anteriore del veicolo - vada al lavoro. Sulla concept car Chevrolet Volt, è un motore a 3 cilindri da 1,0 litri (1.000 centimetri cubi) progettato per azionare un generatore che mantiene la batteria carica. Funziona con un serbatoio del carburante da 12 galloni (45 litri).
"Su un tipico veicolo elettrico, hai una batteria e un motore elettrico", ha affermato l'ingegnere Andrew Farah. "Questo è tutto ciò di cui hai bisogno finché non esaurisci la tua carica... poi devi spingerla a casa." Con il motore a gas sulla piattaforma E-Flex, non è più un problema, ha detto.
Lo scopo dietro il range extender a benzina è quello di avere un'auto elettrica in cui i conducenti non fissano costantemente un indicatore per vedere quanta energia hanno lasciato prima di dover girare l'auto e tornare a casa per ricaricarsi.
Nonostante l'efficacia del motore elettrico, i conducenti devono ricordare di tenere pieni i serbatoi del gas. Sebbene l'auto possa percorrere fino a 40 miglia (64 chilometri) con l'alimentazione a batteria, in seguito deve avere il motore a gas acceso per alimentare il generatore.
GM afferma che il cliente medio dovrebbe risparmiare circa 500 galloni (1.892 litri) di carburante ogni anno e non ha quasi mai bisogno di andare alla stazione di servizio o mantenere i normali programmi di manutenzione del motore. L'azienda consiglia di collegare l'auto il più spesso e il più a lungo possibile per mantenere la batteria condizionata.
Attualmente, gli ingegneri GM stanno lavorando per far sì che il range extender sia alimentato a benzina e dalla miscela etanolo/benzina E85. In Europa stanno sperimentando anche il gasolio. Stanno anche lavorando su una variante a celle a combustibile di E-Flex [fonte:Farah]. Su quel veicolo, il range extender e il generatore sarebbero stati rimossi e sostituiti con celle a combustibile a idrogeno. Su un veicolo del genere, Farah ha detto, "faresti funzionare la cella a combustibile per la maggior parte del tempo e la batteria non tanto".
GM vuole che la piattaforma E-Flex sia rispettosa dell'ambiente in termini di emissioni e risparmio di carburante. Finora sono sulla strada giusta:le auto con motore E-Flex non producono emissioni di sorta per i primi 64 chilometri percorsi. Mentre l'auto funziona a batteria, il motore elettrico non emette sostanze chimiche e inquinanti atmosferici per i quali le auto a benzina sono state così diffamate.
Una volta che il motore a combustione interna entra in funzione, gli ingegneri GM stimano che i conducenti percorreranno circa 50 miglia per gallone (21 chilometri/litro) con il range extender. La concept car Chevy Volt ha pubblicizzato un'autonomia complessiva di oltre 600 miglia (966 chilometri), ma la versione di produzione ha un'autonomia di circa 360 miglia (579 chilometri) a causa delle dimensioni ridotte del serbatoio del gas. Gli ingegneri GM hanno semplicemente deciso che lo spazio extra nel serbatoio e il peso aggiuntivo non erano necessari.
I funzionari di GM insistono sul fatto che il cambiamento ha un senso. "Dato che le persone non guidano quasi mai per oltre 400 miglia senza fermarsi, perché portare in giro tutto quel carburante extra che potresti non usare mai?" chiese Darovitz. In effetti, la maggior parte delle persone potrebbe non usare mai la benzina, dal momento che GM stima che oltre il 75% dei pendolari statunitensi percorre meno di 40 miglia (64 chilometri) al giorno [fonte:Chevrolet].
Se tutto va secondo i piani con i veicoli E-Flex, quei conducenti non useranno mai una goccia di benzina o produrranno emissioni nocive durante i loro spostamenti quotidiani, sebbene le dimensioni ridotte del serbatoio del gas possano ironicamente aumentare il risparmio di carburante dei veicoli. Ma nel caso in cui questi conducenti decidessero di provare i loro nuovi propulsori e di mettersi in viaggio, le auto percorreranno comunque circa 50 miglia per gallone (21 chilometri/litro).
Quindi, quando puoi acquistare la Chevy Volt e per quanto? Cos'altro possono trovare i conducenti sulla piattaforma E-Flex? Scoprilo nella prossima pagina.
Presentata al North American International Auto Show (NAIAS) del 2007, la Chevrolet Volt è il primo veicolo sulla piattaforma E-Flex. A differenza della EV-1 a due posti e due porte, la Volt è una berlina compatta a quattro porte con quattro posti. L'interno dovrebbe ospitare comodamente un uomo di 6 piedi e 2 pollici sui sedili anteriori e posteriori. La mancanza di un sedile centrale nella parte posteriore consentirà spazio per la batteria dell'auto al centro dell'auto e mantiene il tetto basso per una migliore aerodinamica. Per ottenere il risparmio di carburante che GM desidera, la Volt sarà estremamente aerodinamica.
Ci vorrà del lavoro:molti hanno definito il calendario di rilascio di Volt estremamente ambizioso. GM vuole mettere le auto in circolazione entro la fine del 2010, il che significa test approfonditi della batteria e sviluppo dell'auto stessa.
La batteria deve rimanere fresca. Deve essere sicuro. Deve gestire strade accidentate e deve anche essere prodotto in serie. Gli ingegneri devono anche avere l'auto stessa, in pratica tutto ciò che funziona con la batteria, pronta per l'uso entro la data di rilascio.
La società aveva puntato a $ 30.000 come prezzo ragionevole per la Volt, ma negli ultimi mesi i funzionari di GM hanno scherzato su quel numero e hanno detto ai giornalisti che il prezzo della Volt sarebbe stato collegato al prezzo della benzina al lancio dell'auto [fonte:Blanco].
"Il prezzo della Chevrolet Volt non è stato ancora determinato", ha detto Darovitz. "Valuteremo molti fattori, tra cui crediti d'imposta governativi, vantaggi e valore per i clienti, altri sussidi, costo dell'elettricità rispetto al risparmio di benzina e volumi iniziali prima di definire il prezzo."
Pochi mesi dopo aver presentato la Volt, GM presentò la sua cugina, la Opel Flextreme. Un veicolo E-Flex destinato al mercato europeo, è un'elegante berlina a cinque porte con lo stesso cuore della Volt. L'unica eccezione è il range extender della Flextreme, che è un'unità turbodiesel da 1,3 litri (1.300 centimetri cubi) anziché il motore a combustione interna della Volt. Questo rende il Flextreme più adatto a paesi europei come la Germania, il mercato interno di Opel, dove il carburante diesel alimenta la maggior parte dei veicoli.
Nel gennaio 2008, il SUV Cadillac Provoq ha fatto il suo ingresso nel circuito dei saloni automobilistici. Utilizza un sistema E-Flex accoppiato a celle a combustibile a idrogeno per fornire un veicolo in grado di percorrere 280 miglia (451 chilometri) con l'idrogeno e 20 miglia (32 chilometri) con l'energia della batteria elettrica, il tutto senza emettere emissioni tranne il vapore acqueo.
Mentre Volt, Flextreme e Provoq sono ancora in fase di concept, Farah ha affermato che i componenti E-Flex sono progettati per l'uso in un'ampia gamma di veicoli. "Dovremmo essere in grado di ampliare la disponibilità di questo tipo di tecnologia, per inserirla in tutti i tipi di auto che le persone desiderano", ha affermato.
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