Cos'è l'auto elettrica e come funziona?

Cos'è un'auto elettrica (EV)?

I veicoli elettrici (EV) hanno una batteria invece di un serbatoio di benzina e un motore elettrico invece di un motore a combustione interna. I veicoli elettrici ibridi plug-in (PHEV) sono una combinazione di veicoli a benzina ed elettrici, quindi hanno una batteria, un motore elettrico, un serbatoio di benzina e un motore a combustione interna.

Un'auto elettrica o un'auto elettrica a batteria è un'automobile azionata da uno o più motori elettrici, utilizzando l'energia immagazzinata nelle batterie. Rispetto ai veicoli con motore a combustione interna (ICE), le auto elettriche sono più silenziose, non hanno emissioni di gas di scarico e emissioni complessive inferiori.

Il costo totale di proprietà dei veicoli elettrici recenti è inferiore a quello delle auto ICE equivalenti, a causa dei minori costi di rifornimento e manutenzione. La ricarica di un'auto elettrica può essere effettuata in una varietà di stazioni di ricarica; queste stazioni di ricarica possono essere installate sia nelle case che nelle aree pubbliche.

Molti paesi hanno istituito incentivi governativi per veicoli elettrici plug-in, crediti d'imposta, sussidi e altri incentivi non monetari, mentre diversi paesi hanno legiferato per eliminare gradualmente le vendite di automobili a combustibili fossili, per ridurre l'inquinamento atmosferico e limitare il cambiamento climatico.

In termini di inquinamento atmosferico ed emissioni di gas serra, le auto e i camion elettrici sono spesso più puliti anche dei veicoli convenzionali più efficienti. La precisione della pulizia dipende dal tipo di veicolo e dalla fonte di elettricità.

Quando i veicoli elettrici a batteria sono alimentati dalle reti elettriche più pulite, le emissioni di gas serra dei veicoli elettrici sono paragonabili a quelle di un'auto che supera i 100 miglia per gallone. Se caricato esclusivamente con elettricità rinnovabile come solare o eolica, caricare e utilizzare un veicolo elettrico può essere quasi privo di emissioni.

Le auto elettriche usano il gas?

I veicoli elettrici a batteria, o BEV, utilizzano l'elettricità immagazzinata in un pacco batteria per alimentare un motore elettrico e girare le ruote. Dal momento che non funzionano a benzina o diesel e sono alimentati interamente da elettricità, le auto e i camion elettrici a batteria sono considerati veicoli "tutto elettrici".

Le auto elettriche usano il petrolio?

Un'auto elettrica non richiede olio motore, poiché utilizza un motore elettrico anziché un motore a combustione interna. I tradizionali veicoli a gas hanno bisogno di olio per lubrificare diversi pezzi mobili nei loro motori a combustione. Le valvole, i pistoni e le altre parti mobili di un motore dovrebbero scorrere agevolmente l'una sull'altra alle alte velocità, motivo per cui l'olio viene aggiunto al motore dell'auto per lubrificare queste interazioni e ridurre l'attrito.

L'aggiunta di olio a un motore gli consente di funzionare senza gripparsi e surriscaldarsi. Dopo un po', è necessario rimuovere le minuscole scaglie di metallo che si accumulano nell'olio a causa del contatto metallo su metallo, quindi è necessario scaricare l'olio e aggiungere olio nuovo o nuovo per mantenere il motore dell'auto in funzione.

In un'auto elettrica, tuttavia, nulla di tutto ciò avviene. Le auto elettriche si muovono utilizzando un motore elettrico e una batteria. Non ci sono valvole, pistoni, motori o altri pezzi mobili che richiedono lubrificazione. Pertanto, per i veicoli elettrici non sono necessari cambi d'olio regolari.

Come funzionano le auto elettriche?

I veicoli elettrici (EV), detti anche veicoli elettrici a batteria, hanno un motore elettrico anziché un motore a combustione interna. Il veicolo utilizza un grande pacco batteria di trazione per alimentare il motore elettrico e deve essere collegato a una presa a muro o a un'attrezzatura di ricarica, chiamata anche attrezzatura di alimentazione per veicoli elettrici (EVSE).

Le batterie delle auto elettriche (EV) vengono caricate collegando il veicolo a una fonte di alimentazione elettrica. Sebbene la produzione di elettricità possa contribuire all'inquinamento atmosferico, l'Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti classifica i veicoli elettrici come veicoli a emissioni zero perché non producono emissioni dirette di scarico o dallo scarico.

Sia i veicoli elettrici pesanti che quelli leggeri sono disponibili in commercio. I veicoli elettrici sono in genere più costosi di veicoli convenzionali e ibridi simili, sebbene alcuni costi possano essere recuperati attraverso risparmi di carburante, un credito d'imposta federale o incentivi statali.

Componenti chiave di un'auto elettrica

  • Batteria (elettrica ausiliaria): In un veicolo a trazione elettrica, la batteria ausiliaria fornisce elettricità per alimentare gli accessori del veicolo.
  • Porta di ricarica: La porta di ricarica consente al veicolo di collegarsi a un'alimentazione esterna per caricare il pacco batteria di trazione.
  • Convertitore CC/CC: Questo dispositivo converte l'alimentazione CC a tensione più elevata dal pacco batteria di trazione nell'alimentazione CC a tensione inferiore necessaria per far funzionare gli accessori del veicolo e ricaricare la batteria ausiliaria.
  • Motore a trazione elettrica: Utilizzando l'energia del pacco batteria di trazione, questo motore aziona le ruote del veicolo. Alcuni veicoli utilizzano motogeneratori che svolgono sia la funzione di azionamento che quella di rigenerazione.
  • Caricabatterie integrato: Prende l'elettricità CA in ingresso fornita tramite la porta di ricarica e la converte in alimentazione CC per caricare la batteria di trazione. Comunica inoltre con l'apparecchiatura di ricarica e monitora le caratteristiche della batteria come voltaggio, corrente, temperatura e stato di carica durante la ricarica del pacco.
  • Controller dell'elettronica di potenza: Questa unità gestisce il flusso di energia elettrica erogata dalla batteria di trazione, controllando la velocità del motore elettrico di trazione e la coppia che produce.
  • Sistema termico (raffreddamento): Questo sistema mantiene un corretto intervallo di temperatura di esercizio del motore, del motore elettrico, dell'elettronica di potenza e di altri componenti.
  • Batteria da trazione: Immagazzina l'elettricità per l'utilizzo da parte del motore elettrico di trazione.
  • Trasmissione (elettrica): La trasmissione trasferisce la potenza meccanica dal motore elettrico di trazione per azionare le ruote.

Tipi di auto elettriche

1. Veicoli elettrici a batteria

I veicoli elettrici a batteria, chiamati anche BEV e più frequentemente chiamati EV, sono veicoli completamente elettrici con batterie ricaricabili e senza motore a benzina. Tutta l'energia per far funzionare il veicolo proviene dal pacco batteria che viene ricaricato dalla rete.

I BEV sono veicoli a emissioni zero, in quanto non generano emissioni nocive dallo scarico o rischi di inquinamento atmosferico causati dai tradizionali veicoli a benzina.

2. Veicoli elettrici ibridi

I veicoli elettrici ibridi, o HEV, hanno sia un motore a gas che un motore elettrico per guidare l'auto. Tutta l'energia per la batteria viene ottenuta attraverso la frenata rigenerativa, che recupera l'energia altrimenti persa in frenata per assistere il motore a benzina durante l'accelerazione.

In un veicolo tradizionale con motore a combustione interna, questa energia frenante viene normalmente dispersa sotto forma di calore nelle pastiglie e nei rotori dei freni. I normali ibridi non possono collegarsi alla rete per ricaricarsi e non possono ricaricare con EVgo.

3. Veicoli elettrici ibridi plug-in

I veicoli elettrici ibridi plug-in, o PHEV, hanno sia un motore che un motore elettrico per guidare l'auto. Come i normali ibridi, possono ricaricare la batteria attraverso la frenata rigenerativa. Si differenziano dai normali ibridi perché hanno una batteria molto più grande e possono essere collegati alla rete per ricaricarsi.

Mentre i normali ibridi possono (a bassa velocità) viaggiare 1-2 miglia prima che il motore a benzina si accenda, i PHEV possono andare ovunque da 10-40 miglia prima che i loro motori a gas forniscano assistenza. Una volta esaurita l'autonomia completamente elettrica, i PHEV si comportano come normali ibridi e possono percorrere diverse centinaia di miglia con un pieno di benzina.

Tutti i PHEV possono essere caricati con un caricabatterie EVgo L2, ma la maggior parte dei PHEV non è in grado di supportare la ricarica rapida.

Quali liquidi richiedono le auto elettriche?

Sebbene un veicolo elettrico richieda meno manutenzione, ciò non significa che puoi trascurarlo. Tieni presente che non esiste un veicolo a manutenzione zero. Anche se non avrai mai bisogno di un cambio dell'olio per veicoli elettrici, dovrai comunque eseguire un controllo di routine sui seguenti fluidi nei veicoli elettrici:

1. Liquido di raffreddamento

Il calore è un grosso problema per i veicoli elettrici, proprio come lo è per i veicoli alimentati a carburante. Per gestire il calore che esce dalla batteria agli ioni di litio della tua auto elettrica, l'auto ha bisogno di liquido di raffreddamento. Questa è un'area in cui il processo è esattamente lo stesso per un veicolo elettrico come per un veicolo con motore a combustione.

È necessario controllare il livello del liquido di raffreddamento per la batteria dell'auto, l'inverter di potenza e il riscaldamento dell'abitacolo. Sebbene il riscaldamento dell'abitacolo non sia un grosso problema, gli altri due componenti sono estremamente critici.

Se hai mai sentito una storia su un'auto elettrica che prende fuoco, probabilmente è stato a causa di una batteria surriscaldata. Pertanto, mantieni alti i livelli del liquido di raffreddamento per assicurarti che la batteria non esploda.

2. Liquido dei freni

Sebbene un veicolo elettrico utilizzi le pastiglie dei freni, raramente devono essere sostituite, a causa del sistema di frenata rigenerativa sui veicoli elettronici. Il sistema riduce l'usura dei freni dell'auto trasformando l'energia cinetica di un veicolo in movimento in energia elettrica per la batteria. In sostanza, il sistema è il mezzo principale per rallentare il veicolo, riducendo al minimo l'usura delle pastiglie dei freni.

Il sistema di frenata rigenerativa su un'auto elettrica è una parte importante delle apparecchiature di generazione di energia dell'auto. Il servizio tipico per un veicolo elettronico consiste nel garantire che l'impianto frenante funzioni correttamente, il che è estremamente importante perché oltre a produrre potenza, questo è anche il mezzo principale per rallentare il veicolo. Poiché ci sono importanti implicazioni per la sicurezza, dovresti far revisionare regolarmente i tuoi freni.

3. Fluido della trasmissione

La trasmissione a più velocità o a trasmissione diretta di un veicolo elettronico può richiedere cambi di fluido durante il corso della proprietà dell'auto. È importante consultare il manuale del proprietario per conoscere l'intervallo consigliato per completare questo servizio per la tua specifica auto elettrica.

Come si carica un'auto elettrica?

La maggior parte dei conducenti di veicoli elettrici si collega a un ChargePoint ogni volta che parcheggia per fare il pieno. A volte i conducenti devono ricaricare lungo il percorso, utilizzando caricabatterie più potenti. A seconda della posizione, puoi iniziare a caricare semplicemente collegandoti o utilizzando un'app, una carta contactless o una carta RFID.

Perché le auto elettriche non si ricaricano da sole?

La frenata rigenerativa è un processo molto intelligente in base al quale la pressione sul freno di un veicolo elettrico consente alla batteria dell'auto di immagazzinare l'energia cinetica dalle ruote. L'energia cinetica viene condotta dalle ruote dell'auto attraverso la trasmissione e una certa percentuale viene immagazzinata nella batteria dell'auto.

Ora, ovviamente, questo accumulo di energia avviene a un livello relativamente piccolo e non è abbastanza per caricare un'auto elettrica per un periodo di tempo significativo, ma gli innovatori hanno già suggerito la possibilità di basarsi su questa funzione di frenata rigenerativa per rendere autonomo il veicolo elettrico -ricarica possibile.

Ad esempio, il concetto di utilizzare la frenata rigenerativa su scala più ampia per consentire l'autoricarica dei veicoli elettrici è imperfetto perché semplicemente non è sufficientemente efficiente dal punto di vista energetico per fornire un sistema di ricarica affidabile.

Come accennato in precedenza, solo una percentuale dell'energia cinetica delle ruote dell'auto finisce per essere immagazzinata nella batteria. La quantità di energia trasferita, anche quando sono coinvolti gruppi elettrogeni e alternatori, non è sufficiente per caricare completamente la batteria di un'auto elettrica con qualsiasi tipo di efficienza.

Quanto lontano può arrivare un'auto elettrica con una sola carica?

Gli attuali veicoli elettrici viaggiano per circa 250 miglia con una carica, anche se ce ne sono alcuni, come quelli di Tesla, che possono fare circa 350 miglia con una carica. Molte case automobilistiche hanno annunciato l'intenzione di immettere sul mercato veicoli elettrici che promettono un'autonomia maggiore e una ricarica ancora più veloce.

Il futuro è adesso e altri veicoli elettrici a lungo raggio in arrivo

Ecco alcuni confronti di popolari veicoli elettrici che offrono più di 200 miglia per carica:

  • Audi E-Tron – 204 miglia
  • Nissan Leaf Plus – 226 miglia
  • Jaguar I-Pace – 234 miglia
  • Chevrolet Bolt – 238 miglia
  • Kia Niro EV – 239 miglia
  • Hyundai Kona EV – 258 miglia
  • Tesla Model X – 305 miglia
  • Tesla Model 3 a lungo raggio – 322 miglia
  • Tesla Model S – 391 miglia

I veicoli sopra elencati sono solo l'inizio. Quanto lontano puoi aspettarti di andare in un veicolo elettrico nell'immediato futuro? Ecco alcuni dei migliori veicoli elettrici in arrivo nel prossimo anno o due. La maggior parte di queste sono stime:

  • Ford Mach E:fino a 300 miglia per carica
  • Volvo Polestar 2 – 300 miglia per carica
  • Volkswagen ID.4 – 220 miglia per carica
  • Mercedes EQC – 220 miglia per carica
  • BMW iX3:200 miglia per carica
  • Volvo XC40 Electric – 200 miglia per carica

General Motors e Volkswagen, tra gli altri, pianificano dozzine di veicoli elettrici a prezzi accessibili nei prossimi anni.

Quanto tempo ci vuole per caricare un'auto elettrica?

Il tempo necessario per caricare un'auto elettrica può variare da 30 minuti a più di 12 ore. Dipende dalle dimensioni della batteria e dalla velocità del punto di ricarica. Una tipica auto elettrica (batteria da 60 kWh) impiega poco meno di 8 ore per caricarsi da scarica a piena con un punto di ricarica da 7 kW.

Quanto costa caricare un'auto elettrica?

L'efficienza del carburante di un veicolo elettrico può essere misurata in kilowattora (kWh) per 100 miglia. Per calcolare il costo per miglio di un veicolo elettrico, è necessario conoscere il costo dell'elettricità (in dollari per kWh) e l'efficienza del veicolo (quanta elettricità viene utilizzata per percorrere 100 miglia). Se l'elettricità costa $ 0,13 per kWh e il veicolo consuma 33 kWh per percorrere 100 miglia, il costo per miglio è di circa $ 0,04.

Se l'elettricità costa $ 0,13 per kilowattora, caricare un veicolo elettrico con un'autonomia di 200 miglia (supponendo una batteria da 66 kWh completamente scarica) costerà circa $ 9 per raggiungere una carica completa. Per confrontare i costi di alimentazione dei singoli modelli di veicoli convenzionali e plug-in.

Quanto costa un'auto elettrica?

Il costo medio di un'auto nuova a giugno 2019 negli Stati Uniti era di $ 36.600. Si tratta di un aumento del 2% rispetto all'anno precedente. Tuttavia, secondo i dati di Cox Automotive, il costo medio di un veicolo elettrico è sceso da $ 64.300 a $ 55.600:un calo del 13,4% rispetto all'anno precedente.

Di seguito è riportato il prezzo al dettaglio suggerito dal produttore (MSRP) per molti dei principali veicoli elettrici sul mercato e i loro diversi modelli:

1. Tesla Modello S

Il prezzo consigliato per la Tesla Model S è:

  • Lungo raggio: $ 81.190
  • Prestazioni: $ 101.190

La Tesla Model S, la più simile alla Classe CLS di Mercedes Benz, è l'eccezione alla tendenza dei veicoli elettrici che costano più dei loro concorrenti equivalenti alimentati a gas.

2. Tesla Modello 3

Il prezzo consigliato per la Tesla Model 3 è:

  • Batteria standard Range Plus:$ 41.190
  • Batteria a lungo raggio:$ 50.190
  • Rendimento:$ 58.190

Sebbene il degrado della batteria possa essere un problema per i possessori di Tesla durante le prime 50.000 miglia, diventa meno problematico in seguito. A 160.000 miglia la maggior parte dei modelli Tesla perde solo il 10% della durata della batteria.

3. Tesla Model X

Il prezzo consigliato per la Tesla Model X è:

  • Lungo raggio:$ 86.190
  • Rendimento:$ 106.190

4. BMW i3

Il prezzo consigliato per la BMW i3 è:

  • 120 Ah:$ 45.445
  • s 120 Ah:$ 48.645
  • 120 Ah con range extender:$ 49.295
  • s 120 Ah con range extender:$ 52.495

5. Nissan Leaf

Il prezzo consigliato per la Nissan Leaf è:

  • S:$ 32.525
  • VV:$ 35.115
  • S Plus:$ 39.125
  • SV Plus:$ 40.675
  • SL Plus:$ 44.825

6. Chevrolet Bolt EV

Il prezzo consigliato per la Chevrolet Bolt EV è:

  • LT:$ 37.495
  • Premier:$ 41.895

7. Hyundai Kona

Il prezzo consigliato per Hyundai Kona è:

  • SEL:$ 38.310
  • Limitato:$ 42.920
  • Ultimate:$ 46.520

8. Volkswagen e-Golf

Il prezzo consigliato per la Volkswagen e-Golf è:

  • SE:$ 33.000 (stima)
  • SEL Premium:$ 40.000 (stima)

9. Audi e Tron

Il prezzo consigliato per l'Audi e-Tron è:

  • Premium Plus:$ 75.795
  • Prestigio:$ 80.095
  • Sportback:$ 81.000 (stima)

10. Jaguar I-Pace

Il prezzo consigliato per la Jaguar I-Pace è:

  • S: $ 70.875
  • SE: $ 77.275
  • HSE: $ 81.925