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Detto che per ricaricarsi un’auto elettrica ha necessariamente bisogno di una fonte esterna di energia, tutte le moderne auto a batteria sono comunque in grado di recuperare un po’ di energia anche in movimento. Questo grazie ad una serie di sistemi capaci di convertire l’energia cinetica in chilometri di autonomia che vanno così ad aumentare (anche se di poco) i chilometri che l’auto è in grado di percorrere prima di doversi fermare a ricaricare. Vediamo allora quali sono i sistemi di recupero dell’energia più comuni e quelli invece più particolari.

Freni

Partiamo dal più comune, ovvero quello che sfrutta le fasi passive della marcia, ovvero tutti i momenti in cui non si preme il pedale dell’acceleratore. Il funzionamento è molto semplice: in questi momenti il motore elettrico inverte il proprio funzionamento, trasformandosi in una sorta di grande alternatore che sfrutta l’energia cinetica ricevuta dalle ruote per generare corrente da reinviare alla batteria. Il risultato di questa inversione di funzionamento è una decisa decelerazione, che su molti modelli può essere regolata, permettendo anche di arrivare ad arrestare completamente l’auto senza intervenire sui freni.

Sospensioni

Partendo dal presupposto che ogni organo in movimento su un’auto può permettere di convertire quel movimento in energia, ecco che gli elementi dai quali è possibile recuperare chilometri di autonomia diventano innumerevoli. Tra questi troviamo anche le sospensioni, che Audi ha trovato il modo di sfruttare attraverso il sistema eROT. Si tratta di ammortizzatori di tipo elettroidraulico e quindi a smorzamento controllato elettronicamente, collegati ad un sistema capace di sfruttare il molleggio e le oscillazioni dei bracci per convertire quell’energia in corrente. Va detto però, che l’energia recuperata da questo sistema è relativamente bassa e quindi utile più su powertrain ibridi piuttosto che completamente elettrici.

Turbine

A proposito di modelli ibridi, un capitolo va dedicato al Kers. Un sistema portato alla ribalta dalle monoposto di formula uno. Il suo funzionamento si basa sullo sfruttamento dei momenti di inerzia delle turbine. L’energia in eccesso presente all’interno delle turbine viene recuperata e quindi utilizzata per assicurare il funzionamento del motore elettrico presente a bordo per migliorare così le prestazioni del modello. Tale sistema, infatti, viene solitamente utilizzato su modelli ad alte prestazioni.

Vapore

Ma il sistema di recupero dell’energia più particolare è quello messo a punto da BMW. Si chiamava Turbosteamer e consisteva in una serie di condotti in cui dell’acqua veniva trasformata in vapore grazie al calore dei gas di scarico. La pressione del vapore serviva poi a muovere un volano che generava così energia. Il sistema doveva essere montato su alcuni modelli di serie a partire dal 2015, ma la complessità del sistema e l’aumento di peso che questo comportava non gli permise di superare la fase prototipale.

La costante ricerca di nuove soluzioni per aumentare l’autonomia delle moderne auto elettriche va oltre lo sviluppo di inedite tecnologie per gli accumulatori. Ed è proprio su questo punto che il mercato si divide. Da una parte chi continua a puntare sullo sviluppo delle attuali batterie, dall’altro, chi invece sostiene un approccio completamente diverso, quello del battery swap.

Di cosa si tratta

Più che di una vera e propria tecnologia, si tratta di un diverso approccio alla mobilità elettrica. Di fatto, il pacco batterie resta quello di sempre ma, una volta scarico, non ci si deve preoccupare di cercare una colonnina per ricaricare l’auto. Basta recarsi in apposite stazioni di servizio e sostituire direttamente la batteria con una carica. Un’operazione semplice (su modelli appositamente pensati per il battery swap ovviamente) che richiede soltanto pochi minuti.

I vantaggi

Secondo chi su questa soluzione ci ha puntato già da tempo, il battery swap può rappresentare un approccio concreto alla mobilità a zero emissioni. Da un lato, infatti, ci si libera dal problema di dover cercare una colonnina libera e, soprattutto, delle lunghe soste legate alla ricarica. Ma non è tutto. Sostituendo la batteria una volta scarica, infatti, si evita di sovraccaricare la rete elettrica negli orari di punta, ovvero quando la maggior parte degli automobilisti “alla spina” sono fermi per ricaricare. Un vantaggio porterebbe quindi allo snellimento dell’infrastruttura di ricarica, con relativi un importante contenimento dei costi.

Gli svantaggi

Ma non sono tutte rose e fiori. Sono molte le aziende che hanno subito preso le distanze da questa soluzione, tra le quali spicca sicuramente Tesla. Il brand americano sostiene che quella del battery swap non possa essere una strada percorribile per rendere la mobilità a zero emissioni davvero fruibile. Il motivo è di natura tecnologica. Negli ultimi anni, infatti, le tecnologie legate alle moderne batterie sono cresciute in maniera esponenziale. Oggi una batteria è in grado di garantire un’efficienza in termini di prestazioni e di autonomia molto elevati, a fronte di dimensioni sempre più contenute. Inoltre, con la prospettiva di passare presto allo stato solido, ecco che il concetto di “ansia da autonomia” potrebbe sparire. Inoltre, per far si che questo sistema funzioni occorre che venga stabilito uno standard che uniformi le batterie realizzate da tutti i produttori. Solo in questo modo può essere ipotizzabile la realizzazione di una rete di strutture per il battery swap, perché solo così le batterie delle auto sarebbero tutte uguali e facilmente sostituibili, indipendentemente dal modello sul quale sono montate.

Alcuni esempi

In Europa e negli Stati Uniti la soluzione del battery swap stenta a decollare, ma in Cina sembra invece prendere sempre più piede. Nel paese del Dragone il battery swap è nato nel mercato delle biciclette, riuscendo ad affermarsi in maniera molto decisa grazie alla creazione di uno standard che ha uniformato le batterie di tutti i costruttori. Oggi in Cina è infatti possibile acquistare una bicicletta elettrica senza batteria, per poi montarla in un secondo momento. Ma biciclette a parte, la pratica della sostituzione della batteria scarica è arrivata anche la mondo delle due ruote. Per i piccoli scooter da città per la precisione e ora anche qualche brand automobilistico si è detto interessato. Tra questi spicca Nio, che attualmente possiede oltre 800 stazioni per lo scambio delle batterie in Cina e ne ha appena aperta una in Europa.

Per quanto possa venire naturale pensare alle vetture ibride ed elettriche come alla più forte espressione della moderna tecnologia, questo sistema affonda le sue radici agli inizi del secolo scorso. Era il 1900 quando a Parigi veniva presentata la Lohner-Porsche. Il primo veicolo ibrido della storia. Era spinto da due motori elettrici posizionati sulle ruote anteriori e alimentati da un pacco batterie, che dipendeva a sua volta da un motore a benzina. Il lancio della vettura creò grande scalpore anche grazie alla sua partecipazione a diverse competizioni. L’evoluzione di questo modello, la Lohner “Semper Vivus”, sfruttava il medesimo schema della Lohner-Porsch, ma puntando su un powertrain 100% elettrico.  Ma il suo prezzo elevato non le permise di affermarsi sotto il profilo commerciale, mentre la convenienza economica delle auto con il solo motore termico, escluse la propulsione ibrida ed elettrica dal mercato per quasi un secolo.  Negli ultimi trent’anni, però, la crescente preoccupazione per inquinamento del pianeta ha riportato il sistema ibrido alla ribalta.

La prima della specie

Ma c’è stato un modello che, cronologicamente, è venuto ancora prima della Lohner-Porsche. era il 1884 e Thomas Edison presentava al mondo la prima vettura completamente elettrica della storia. Questa era alimentata da quello che venne battezzato come Generatore Piromagnetico che, di fatto, funzionava come un alternatore ma al contrario. L’energia, invece, veniva stipata all’interno di una batteria Nichel-Alcalina più compatta, leggera e affidabile di quelle al piombo in uso all’epoca. Il modello era in grado di percorrere fino a 170 km con una carica completa, ad una velocità massima di 40 km/h. Ad inizio secolo l’entusiasmo intorno all’elettrico era tanto. In molti puntavano su questo tipo di alimentazione, al punto che nel 1899 l’auto più veloce al mondo era proprio un’elettrica. Si trattava della “Jamais Contente”, che nel 1899 superò per la prima volta il muro dei 100 km/h.

I primi esperimenti moderni

Tuttavia, il costo di produzione del pacco batteria e l’efficienza ridotta di questa, misero un freno allo sviluppo delle auto elettriche, decretando così il successo delle più economiche vetture alimentate a benzina. Per quasi cento anni, quindi, il mondo della mobilità rimase legato all’utilizzo di combustibili fossili, fatta eccezione per alcuni sporadici test condotti da alcuni costruttori. Tra questi ricordiamo Fiat, che nel 1972 presentava la X1/23, una microcar a due posti con un motore elettrico da 10 kW montato sull’asse anteriore, un peso di appena 820 kg per un’autonomia di 70 km.

Si inizia a fare sul serio

Ma è solo negli anni Novanta che i costruttori iniziano a guardare all’elettrico come una vera strada per il futuro per la mobilità. In questo periodo, infatti, in molti si cimentano nella produzione di modelli in piccola serie, andando quindi oltre lo stato prototipale. Tra questi c’è ancora una volta Fiat con la Panda Elettra, alimentata da una batteria al piombo e da un motore da 14 kW per un’autonomia di 100 km/h. Dopo di lei arrivarono la Cinquecento e la Seicento Elettra, entrambe con un’autonomia di 100 km. Anche Mercedes negli anni Novanta puntò sull’elettrico con la 190E Elektro. Era alimentata da una batteria al cloruro di sodio e nichel che dava energia a due motori posteriori per una potenza totale di 44 CV. L’autonomia era di 250 km, mentre la velocità massima raggiungeva i 130 km/h. Il resto è storia dei nostri tempi.