L’era della mobilità elettrica è iniziata da qualche anno ed è già una realtà tangibile e consolidata, con i motori elettrici che alimentano auto ecologiche sulle strade e grazie agli sforzi coordinati a livello globale per ridurre le emissioni ed elettrificare il pianeta. Sono diversi i modelli di auto spinte da un motore elettrico che vediamo muoversi agilmente nel traffico cittadino. Anche se possono sembrare molto simili nel funzionamento, al loro interno i vari tipi di motore elettrico celano differenze che possono essere decisive nella valutazione del modello più adatto da scegliere.
L’idea del motore elettrico risale a diversi secoli fa, ma è solo nel XIX secolo che abbiamo imparato a dominare le forze della natura e fatto passi importanti e significativi nello sviluppo di queste tecnologie. Sono state introdotte e perfezionate diverse varianti di motori elettrici per adattarsi alle esigenze specifiche delle diverse applicazioni, spesso nel campo industriale. Questo processo ha portato alla differenziazione dei motori elettrici impiegati successivamente nelle auto, offrendo una vasta gamma di scelte per la mobilità sostenibile.
Le due tipologie principali di motori elettrici sono i motori elettrici a corrente alternata (AC) e i motori elettrici a corrente continua (DC). I motori AC sono ampiamente utilizzati grazie alla loro efficienza e flessibilità, mentre i motori DC hanno dimostrato di essere adatti a molte applicazioni, grazie alla loro facilità di controllo. Oltre a questi, sono emersi i motori elettrici sincroni e gli asincroni, ognuno con le proprie peculiarità e vantaggi specifici.
Motori elettrici a corrente alternata
I motori a corrente alternata sono ampiamente utilizzati nelle auto elettriche per la loro efficienza e flessibilità. Composti da un rotore e uno statore, entrambi alimentati da corrente alternata, offrono una maggiore efficienza grazie alla loro capacità di regolare la frequenza e la tensione di alimentazione. Inoltre, i motori AC possono fornire una potenza elevata a basse velocità e offrire un controllo preciso sulla velocità e sulla coppia. Questa flessibilità li rende adatti a una varietà di applicazioni automobilistiche. In particolare, i motori a corrente alternata a magneti permanenti (PMSM) sono molto popolari per le loro alte prestazioni e l’efficienza migliorata. Alcuni dei modelli di auto elettriche che utilizzano motori AC sono Tesla Model S, Audi e-tron e Porsche Taycan.
Motori elettrici a corrente continua
I motori a corrente continua sono una delle prime forme di motori elettrici sviluppati e sono ancora ampiamente utilizzati nelle auto elettriche moderne. Trasformano l’energia elettrica fornita da una batteria in un movimento rotativo. I motori DC sono noti per la loro semplicità di costruzione e di controllo.
Questo controllo avviene mediante sistemi di controllo elettronici come i variatori di velocità. Grazie a questa capacità di regolazione, i motori a corrente continua sono adatti a diverse applicazioni e offrono un’efficienza elevata in vari regimi di funzionamento. A causa di ciò, i motori DC richiedono però un sistema di regolazione più complesso rispetto ai motori AC. Alcuni esempi di auto elettriche che utilizzano motori DC sono Nissan Leaf e BMW i3.
Motori elettrici sincroni
I motori sincroni sono una variante dei motori a corrente alternata che offre una maggiore efficienza e migliori prestazioni. Mantenendo una sincronia precisa tra la frequenza di alimentazione e la velocità di rotazione, questi motori generano una potenza costante e un rendimento elevato. I motori sincroni sono spesso utilizzati nelle auto elettriche ad alte prestazioni, poiché possono fornire una coppia elevata a qualsiasi velocità di rotazione. Inoltre, i motori sincroni sono noti per la loro efficienza anche a carichi parziali. Tuttavia, richiedono un controllo di fase per mantenere la sincronia e possono richiedere la presenza di magneti permanenti o avvolgimenti di innesco per generare il campo magnetico necessario. Alcuni esempi di auto con motori sincroni sono la Tesla Model 3 e la Jaguar I-PACE.
Motori elettrici asincroni
I motori asincroni, noti anche come motori a induzione, sono un’altra opzione comune utilizzata nelle auto elettriche. Sfruttano il principio dell’induzione elettromagnetica per generare un movimento rotativo. I motori asincroni sono noti per la loro robustezza, l’affidabilità e la capacità di funzionare in una vasta gamma di condizioni di carico. Non richiedono l’uso di magneti permanenti, ma possono richiedere un dispositivo di avviamento esterno, come un inverter. I motori asincroni sono spesso utilizzati in applicazioni automobilistiche in cui è richiesta una coppia elevata a bassa velocità, come nei veicoli commerciali e negli autobus elettrici. Le auto che hanno implementato i motori asincroni sono la Chevrolet Bolt EV e la Renault Zoe.
Partire con il motore giusto
La scelta del tipo di motore elettrico è fondamentale per garantire prestazioni ottimali e una guida soddisfacente. Ogni tipo di motore ha specifiche prestazioni e limitazioni che devono essere attentamente valutate e considerate nella scelta del prossimo veicolo elettrico per il nostro garage. Un veicolo commerciale utilizzato per le consegne in città avrà esigenze diverse da quelle di chi utilizza l’auto in modo sporadico. Comprendere queste differenze aiuta a fare una scelta informata e che possa soddisfare le necessità delle nostre attività di tutti i giorni.