Motore elettrico per auto: funzionamento, tipi e parti

L’auto elettrica ha una storia più lunga di quanto si creda. Nasce dalla combinazione dei primi motori elettrici, già nel XIX secolo, con le carrozze e le automobili dell’epoca. Poi un lungo vuoto, fino ai modelli più recenti e agli sviluppi futuristici.

Vedremo come si compone il motore elettrico delle auto moderne, quali sono le componenti principali e come funzionano. Vedremo anche quali sono le scelte sul mercato per chi vuole passare all’elettrico, sia puro che ibrido, di vari tipi.

La lunga storia dell’elettrico

Alla scoperta dell’energia elettrica, insieme alla capacità di conservarla in batterie, è seguito uno dei primi utilizzi nell’ambito dei trasporti, con la carrozza elettrica di Anderson (1832-9). Il primo prototipo di autovettura elettrica risale al 1884, per opera del britannico Parker, che utilizzava batterie speciali di produzione propria.

A dirla tutta, tra la fine dell’Ottocento e inizio Novecento, la propulsione elettrica era molto gradita, per l’affidabilità dei propulsori e la comodità che i motori a scoppio erano ben ungi dall’offrire. Inizia così il percorso del motore elettrico, una storia destinata a durare molto a lungo anche nel futuro.

Tra i limiti dei primi veicoli elettrici la velocità, limitata a un massimo di 30 km/h, a causa dei limiti delle batterie e della mancanza totale di controllo sulla carica e sul consumo in trazione. È così che, con lo sviluppo dei motori a combustione interna, l’elettrico rimane relegato a una nicchia di mercato fino a fine Novecento, quando torna in auge soprattutto per motivi ambientali.

Nel mondo dei veicoli elettrici a batteria (BEV) e del motore elettrico, l’inventore più famoso dei primordi è senz’altro Thomas Edison, che tra i mille brevetti ha costruito anche un prototipo di auto elettrica rimasto sepolto in un garage per cent’anni, forse anche a causa dell’incontro di Edison con Henry Ford, che lo convinse del futuro del motore a scoppio rispetto all’elettrico.

Il motore elettrico moderno, com’è fatto?

Ogni motore elettrico per auto è composto da vari elementi, tra cui quelli principali sono lo statore e il rotore. Il principio è la creazione di due campi magnetici tali da mettere in moto il rotore, creando così la forza motrice.

Alcuni modelli di motore elettrico per automobili funzionano a corrente continua (DC), altri a corrente alternata (AC), ma i modelli per corrente continua possono funzionare anche con l’alternata, come anche i modelli cosiddetti “universali”.

In entrambi i casi, nel motore elettrico c’è sempre un inverter, responsabile della corrente trifase: le differenze principali sono nel rotore e nella logica di funzionamento, mentre lo statore dei vari modelli è molto simile.

Il motore può essere senza spazzole (brushless) sincrono, cioè con asse rotante a una velocità che dipende dalla tensione di alimentazione, oppure asincrono, con un asse a velocità sempre inferiore a quella determinata dalla tensione generata dal campo.

Nel caso del motore a magneti permanenti, senza cioè gli avvolgimenti elettrici nel motore elettrico, lo schema è composto da un rotore senza bobine o fili, ma con alcuni magneti permanenti che vengono stimolati dal campo magnetico generato dallo statore.

Il motore elettrico in funzione

Abbiamo visto cosa c’è dentro un motore elettrico, il funzionamento e le varie componenti, vediamo ora cosa comporta per una macchina essere alimentata a elettrico e le varie modalità possibili per l’acquisto di un’auto pulita e silenziosa.

Se la macchina è alimentata da motore elettrico, come funziona la produzione di energia è facile da capire: ci sono delle batteria che accumulano energia, come la batteria delle auto con il motore a scoppio; in più, ci sono sistemi di ricarica costante e di produzione continua, in modo che la macchina consumi il più possibile l’energia prodotta senza esaurire la batteria.

L’elettrico non produce rumore e non comporta emissioni, un bel vantaggio per l’ambiente. Inoltre, i principali problemi dei primi anni, cioè l’autonomia e il rifornimento, sono stati risolti dalle case automobilistiche con batterie sempre più potenti e con l’adozione di nuove tecnologie che rendono possibile la ricarica da stazioni più semplici, perfino dalla rete domestica, in garage.

Tutto ciò, insieme agli incentivi statali per il rinnovo del parco macchine, ha reso sempre più diffusa la scelta dell’elettrico e le case produttrici si sono sbizzarrite nel creare dapprima varianti elettriche di modelli consolidati, mentre ora arrivano sul mercato delle migliori auto elettriche anche modelli nati puramente per l’elettrico, con autonomie che arrivano tranquillamente ai 400 km.

Le varie offerte sul mercato

Al momento, la scelta del mercato è di offrire vari tipi di motore elettrico. Fino a qualche anno fa, per introdurre l’elettrico su un territorio in cui le ricariche specifiche non esistevano ancora, è stato introdotto l’ibrido, cioè il veicolo a due motori, uno a scoppio e l’altro elettrico, che si ricaricava sfruttando l’alternatore dell’auto.

L’ibrido può essere “Mild” o “Leggero” con un motorino elettrico piccolo di supporto, in grado di contenere a basso costo i consumi e le emissioni. Oppure c’è l’ibrido “Full” con l’integrazione completa di termico ed elettrico nel powertrain; in questo caso la macchina può marciare solo in elettrico, anche se non ha molta autonomia.

La tecnologia Plug-In, una soluzione con batterie più potenti ricaricabile in rete, con modalità autonoma in solo elettrico per circa 60km. Un’ultima considerazione sulla manutenzione del motore elettrico dell’auto. L’elettrico è un motore più semplice, molto meno complesso del motore a combustione interna. Ci sono meno problematiche di funzionamento, non esistono problemi di lubrificazione o di raffreddamento, quindi è una soluzione molto affidabile.

Il futuro dell’elettrico è l’auto completamente elettrica con più motori, una specie di trazione integrale distribuita, senza bisogno di una meccanica di trasmissione. I nuovissimi motori di Infinitum Electric non prevedono avvolgimenti, sostituiti da un circuito stampato (come quello dei computer). Così si riducono dimensioni, peso, rumore e aumenta l’isolamento, con meno dispersione.

Conclusione

L’elettrico è una scelta pulita e silenziosa, un motore semplice e facile da mantenere in forma perfetta. Il problema dell’autonomia è stato risolto con auto che possono viaggiare in elettrico puro per fino a 400 km, ma anche la rete di ricarica si sta allargando e la scelta della tecnologia plug-in consente di ricaricare l’auto in garage, un bel vantaggio!