L'automobile elettrica

Indice

Introduzione 2

Storia dell’ automobile elettrica 3

Gli anni ruggenti ?

L’automobile elettrica ?

Il motore asincrono trifase ?

Il futurismo e l’automobile ?

Inside an electric car ?

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Introduzione

L'argomento della mia tesina riguarda l’automobile elettrica. Ho cercato di trattare il tema dal

punto di vista interdisciplinare, toccando diverse materie di studio: in particolare elettrotecnica,

ma anche arte e letteratura.

Sulla scelta di questo argomento ha pesato molto la mia passione per il mondo dei motori e la mia

scelta universitaria, che mi potrà portare in futuro a lavorare nel settore automobilistico.

Ho intenzione infatti di coltivare il mio interesse iscrivendomi alla Facoltà di Ingegneria

dell’Autoveicolo al Politecnico di Torino, con l’intento di raggiungere l’obiettivo che tutti

desidererebbero: “fare ciò che piace”. 2

Storia dell’ automobile elettrica

Le auto elettriche a batteria furono tra le prime automobili ad essere inventate, sperimentate e

commercializzate. La prima carrozza elettrica fu realizzata tra il 1832 ed il 1839 (l'anno esatto è

poco certo).

Se alla fine del 1800, invece di grandi giacimenti di petrolio si fosse scoperto un modo efficiente di

immagazzinare l’elettricità, oggi forse viaggeremmo tutti su veicoli elettrici e magari si parlerebbe

del motore a combustione interna come possibile, ma difficile alternativa.

All’inizio il motore a combustione era sporco, rumoroso e difficile da far funzionare. Non può

dunque stupire il fatto che la trazione elettrica sia stata competitiva almeno fino ai primi anni del

1900. Infatti prima della preponderanza del potente ma inquinante motore a combustione

interna, le auto elettriche detenevano molti record di velocità e di distanze percorse con una

carica.

I veicoli elettrici a batteria per un certo tempo vendettero di più rispetto ai veicoli a benzina. A

causa però dei limiti tecnologici delle batterie, e della mancanza di una qualsiasi tecnologia di

controllo della carica e della trazione, la velocità massima di questi primi veicoli elettrici era

limitata a circa 30 Km/h. In seguito questi veicoli vennero venduti con successo come “town car”

(veicoli di quartiere o di paese) alle persone delle classi agiate. Venivano spesso commercializzati

come veicoli appropriati al sesso femminile, a causa della loro operatività semplice, pulita e poco

rumorosa e che non necessitava di frequente manutenzione.

La tecnologia di fine Ottocento permise al belga Camille Jenatzy di superare per primo il traguardo

dei cento km/h con un veicolo elettrico.

Ma ormai era stato raggiunto un limite allo sviluppo: la capacità energetica delle batterie. Tanto è

vero che le successive sperimentazioni di veicoli elettrici stradali, continuate fino agli anni venti,

non diedero i frutti sperati per quanto riguarda le automobili private.

Tuttavia, la trazione elettrica con alimentazione ad accumulatori è stata utilizzata laddove non

interessano autonomia e velocità, ma silenziosità ed assenza di gas di scarico. Ovvero per impieghi

particolari, come i carrelli per il movimento nelle stazioni ferroviarie, i carrelli elevatori, le piccole

auto per i campi da golf ed i veicoli per i servizi porta a porta.

Ultimamente il salto tecnologico dell’elettronica ha permesso di migliorare le prestazioni in fatto

di velocità e autonomia. Ma non insieme, perché il problema irrisolto è quello di avere una

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batteria con la capacità di immagazzinare energia in quantità simile a quella dei combustibili

liquidi.

All’inizio del 1996 sono solo due i tipi di batteria utilizzabili sulle auto elettriche: il classico tipo al

piombo-acido e quello al nichel-cadmio. Altri dispositivi di accumulo chimico di energia sono allo

studio, così come l’accumulo meccanico e quello con supercondensatori.

La soluzione cui si tende sembra essere quella della propulsione ibrida: in modalità elettrica offre

una ridotta autonomia a zero emissioni, mentre utilizza il motore a combustione per le lunghe

percorrenze a velocità elevate. Si tratta di un compromesso, ma forse l’unico praticabile almeno

fino a quando si trovi la batteria ideale. Il sistema ibrido apre un capitolo completamente nuovo,

anche se nella storia della locomozione stradale non sono mancati esperimenti con veicoli dotati

di questi sistemi.

In questi ultimi anni numerose case costruttrici si sono cimentate nella realizzazione di prototipi

ibridi, tutti molto interessanti sebbene inevitabilmente penalizzati dall’alto costo derivante dalla

presenza di un sistema a motore termico e di uno elettrico.

Thomas Edison ed un'auto elettrica nel 1913

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Cronologia dell’ automobile elettrica

1799. Alessandro Volta inventa la pila.

1837. Un americano, Thomas Davenport, brevetta (e forse costruisce) un veicolo elettrico

funzionante con un rudimentale motore costituito da una elettrocalamita ed un arpionismo.

1839. Uno scozzese, Robert Davidson, costruisce un veicolo elettrico, che secondo altre fonti

risalirebbe al 1837.

1881. Il francese Gustave Trouvé gira a Parigi con un triciclo elettrico dotato di due motori per le

ruote posteriori.

1882. Il 29 aprile a Berlino si sperimenta un autobus elettrico sulla Kurfürstendamm tra Halensee e

Charlottenburg.

1889. Thomas Edison sperimenta un veicolo elettrico spinto dalle batterie alcaline di sua

invenzione.

1892. Giuseppe Carli, di Castelnuovo di Garfagnana, costruisce un triciclo elettrico a due posti, con

motore da 1 CV e che, completo di batterie pesava appena 140 kg.

1895. Il francese Jeantaud produce e vende vetture elettriche con autonomia di 30 km e velocità

massima di 20 km/h.

1897. Servizio di taxi elettrici della London Electrical Cab Company con 15 vetture; anche a New

York inizia un servizio analogo con 100 vetture della Electric Vehicle Company.

1899. Il 29 aprile ad Achères, il belga Camille Jenatzy con la sua vettura elettrica speciale Jamais

Contente, stabilisce il record di velocità per autoveicoli alla media di 105,88 km/h.

1902. La vettura elettrica Torpedo di Walter Baker tenta di battere il record di velocità il 30 maggio

a Staten Island presso New York: non ci riesce a causa di un incidente ma il pilota ed il meccanico si

salvano grazie all’uso, per la prima volta nella storia dell’auto, delle cinture di sicurezza.

1917. Negli Stati Uniti viene effettuata una prova di autonomia per veicoli elettrici, uno dei quali

percorre i circa 200 km tra Atlantic City e New York alla media di 33 km/h.

1931. Cessa la produzione della Detroit Electric, ultima automobile elettrica prodotta in serie negli

Stati Uniti.

1939. L’Inghilterra è l’unico Paese dove prospera un’ industria produttrice di veicoli elettrici

industriali, con una decina di fabbriche. Le prove eseguite con veicoli per consegne porta a porta

mostrano un sensibile vantaggio dei veicoli elettrici rispetto a quelli a benzina o a trazione

animale. 5

1960-1970. A partire dagli anni Sessanta ricominciano a proliferare le proposte, gli studi e i

prototipi per la produzione di auto elettriche, sotto la spinta del pericolo di inquinamento causato

dai gas di scarico. Tutte le grandi case automobilistiche presentano i loro prototipi, senza contare

gli inventori la cui presenza si inserisce in concomitanza con le ricorrenti crisi energetiche.

Il decennio è caratterizzato da una sempre maggiore presenza di prototipi costruiti dalle grandi

case automobilistiche, sia spontaneamente che su sollecitazione delle società produttrici di

energia elettrica, allo scopo di valutare il comportamento dei veicoli elettrici, in quanto le uniche

batterie disponibili sono quelle al piombo con una modesta capacità di accumulo. La Fiat

costruisce un primo prototipo nel 1963 sulla base della 600 multipla, poi nel 1965 un altro sulla

base della 1100 D, e nel 1967 un terzo sulla base della 850. Ci sono anche prototipi giapponesi

(Toyota Corona), della Ford, della Westinghouse (la Markette, forse la più brutta auto mai vista).

La Ghia di Torino costruisce un bellissimo prototipo per la Rowan, un gruppo statunitense che

avrebbe dovuto sviluppare una batteria dalle prestazioni mirabolanti. Purtroppo mai vista. Nel

1968 una monoposto da record costruita dalla Ford-Autolite porta il record sul chilometro lanciato

per auto elettriche a 223 km/h.

1981. Piaggio mette in vendita la prima serie Ape car elettrica; costruiti circa 300 esemplari per

amministrazioni pubbliche con elevata sensibilità ecologica

1990. la Fiat, prima grande marca al mondo, mette in vendita la Panda Elettra regolarmente a

catalogo.

2000. La FIAT realizza ad Arese un polo di progettazione di veicoli a minimo impatto ambientale,

tra cui la 600 Elettra, diffusa in centinaia di esemplari in tutta Europa, e una versione ibrida della

Multipla che però non verrà mai prodotta in quantitativi significativi. Prototipi assai interessanti e

avanzati vengono messi a punto anche dal Centro Ricerche FIAT di Orbassano, sia con tecnologia

ibrida a metano, sia con celle di combustibile.

Il crescente interesse per i veicoli a celle di combustibile, che altro non sono che veicoli elettrici

che oltre alla batteria (piccola) posseggono una generatore elettrochimico alimentato da un

combustibile (idrogeno o altro), assicura tuttavia un ruolo certo del mezzo elettrico nella mobilità

stradale di domani. Ed anzi, una forte valenza dell'attuale diffusione di mezzi a batteria resta

proprio quella di far entrare nella "cultura tecnica" diffusa quell'assieme di conoscenze, abitudini,

infrastrutture, che saranno essenziali per supportare la diffusione di domani dei mezzi a celle di

combustibile. 6

La Jamais Contente

Camille Jenatzy e "La Jamais Contente" in parata dopo il record

La Jamais Contente è una concept car a trazione elettrica, costruita nel 1899. E’ entrata nella storia

per essere stata la prima automobile a superare la velocità di 100 km/h.

Alla fine del 1800 la miglior tipologia di trazione per gli autoveicoli era ancora molto dibattuta tra i

sostenitori del motore a scoppio e quelli che ritenevano più adatte la trazione elettrica o a vapore.

Allo scopo di mettere alla prova le varie tecnologie, il giornale "La France Automobile" aveva

deciso di indire alcune manifestazioni velocistiche su strada, ove veniva misurata la velocità delle

vetture sulla distanza di un chilometro.

Molti i partecipanti, ma due di questi si diedero battaglia ad ogni gara, a bordo dei loro veicoli a

trazione elettrica: furono il francese Gaston de Chasseloup-Laubat ed il belga Camille Jenatzy.

È il 1° maggio 1899 quando Jenatzy scende in campo per dimostrare la superiorità tecnica della

sua vettura a forma di siluro. Dopo il lancio di 500 metri, la Jamais Contente percorre il chilometro

alla velocità media di 105,88 km/h, fermando il cronometro sui 34 secondi netti. Per ottenere

questo risultato i due motori, uno per ciascuna ruota posteriore, vennero survoltati il tempo

necessario a stabilire il primato. 7

La Tesla Roadster La Tesla Roadster MY 2008

La Tesla Roadster è un'auto elettrica, in vendita dal 2008, realizzata dalla casa automobilistica

californiana Tesla Motors.

Si tratta di un'autovettura roadster, ovverosia un'automobile sportiva a due posti, munita di un

motore elettrico asincrono a tre fasi con trasmissione monomarcia BorgWarner a coppia continua

funzionante a 14.000 giri al minuto a massimo carico, capace di raggiungere una velocità massima

di più di 200 km/h (limitata elettronicamente) e di sviluppare una accelerazione da 0 a 100 km/h in

3,9 secondi. Il computer di bordo permette di scegliere tra cinque modalità operative - Maximum

Performance, Maximum Range, Standard, Storage, Valet - e governa il sistema di ricarica delle

batterie agli ioni di litio in dotazione. Queste batterie forniscono all'auto elettrica un'autonomia

fino a 392 kilometri (del tutto simile a quella delle normali auto a benzina) e la loro ricarica

completa, attraverso le apposite colonnine di rifornimento, dura circa tre ore e mezzo, mentre per

una ricarica all'ottanta per cento sono sufficienti due ore circa. L'eventuale ricarica attraverso il

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