Sviluppi nei veicoli a propulsione elettrica

AUTOMOTIVE –

La propulsione elettrica riuscirà davvero a soppiantare il motore a scoppio, oppure le auto a batteria rimarranno relegate a una piccola nicchia di mercato?

Per certi versi questa seconda possibilità sembra tuttora essere la più realistica: in fondo gli handicap che affliggono i veicoli elettrici fin dalla loro nascita (scarsa autonomia e lunghi tempi di ricarica) non sono ancora stati del tutto superati. In effetti le previsioni di Acea (Associazione dei Costruttori Europei di Automobili) sono piuttosto prudenti e parlano di una quota di mercato compresa tra il 3 e il 10% nel periodo 2020-2025. Eppure vari fattori inducono a ritenere che una svolta sia vicina, non tanto per motivi strettamente tecnologici quanto piuttosto per gli effetti della spinta proveniente da molti governi e dall'opinione pubblica. La disponibilità di investimenti privati e incentivi pubblici si traduce oggi in una molteplicità di iniziative che coinvolgono moltissime industrie e università, ed è ragionevole pensare che il raggiungimento della “massa critica” consentirà presto di industrializzare innovazioni capaci di rendere i veicoli elettrici davvero competitivi. Per fare il punto della situazione utilizzeremo le indicazioni fornite dagli analisti di IDTechEx, società di ricerche di mercato che segue con grande attenzione il settore dei veicoli elettrici.


 


Non solo automobili


Un primo aspetto da considerare è che la propulsione elettrica è utilizzata già oggi in una grande varietà di veicoli. L'elenco dei possibili esempi comprende casi ben noti come i carrelli elevatori, le vetturette per i campi da golf e le biciclette elettriche, ma anche applicazioni meno comuni come determinati tipi di autobus, alcune macchine ibride per movimento terra, veicoli militari, imbarcazioni, sottomarini senza equipaggio e perfino particolari tipi di aerei. Questo ampio ed eterogeneo mercato costituisce la base per lo sviluppo di nuove tecnologie potenzialmente utilizzabili anche nelle automobili elettriche. Ad esempio, Nissan ha formato una joint venture per produrre batterie al litio di nuova generazione che intende applicare sia sui propri carrelli elevatori sia sulle proprie automobili ibride; altri tipi di accumulatori innovativi, come le batterie laminari e le zinco-aria, potrebbero trovare applicazione in campo automobilistico dopo essere state utilizzate - rispettivamente - in alcuni speciali aerei elettrici e nelle biciclette a pedalata assistita.


 


Vetture sportive


È interessante rilevare, inoltre, l'esistenza di un piccolo ma significativo mercato per le auto sportive a trazione totalmente elettrica. Rientrano in questa categoria alcuni modelli prodotti perlopiù da società britanniche o statunitensi, come la Roadster di Tesla Motors, la Karma di Fisker e la Namir di Frazer-Nash; quest'ultima, disegnata da Giugiaro, raggiunge la velocità di 300 chilometri l'ora. Attive in questo mercato anche le società Detroit Electric e Lightning. Esistono perfino vetture elettriche da competizione: a produrle è KleenSpeed, fondata nel 2007 all'interno del Nasa Ames Technology Park di Mountain View (California). La società ha sviluppato una monoposto che raggiunge 240 chilometri all'ora con un'autonomia di quarantacinque minuti e sta studiando un modello di Formula Uno da 320 chilometri all'ora. Va segnalata, infine, l'esistenza di motociclette elettriche ad alte prestazioni, come la KllaCycle prodotta da Mission Motors di San Francisco, che offre un'accelerazione bruciante: raggiunge infatti la velocità di 96 chilometri all'ora in meno di un secondo.


 


Cina e Silicon Valley


Un ulteriore elemento che contribuisce a completare il puzzle è il rafforzamento dell'infrastruttura industriale necessaria per sviluppare il mercato dei veicoli elettrici e dei relativi componenti. Questo processo evidenza il ruolo di due aree che sono notoriamente importanti per l'industria elettronica, ma non molto significative per l'industria automobilistica tradizionale: la Cina e la Silicon Valley. La Cina produce oggi oltre il 90% dei veicoli elettrici a livello mondiale (un dato scarsamente noto poiché la maggior parte della produzione è destinata al mercato interno) e possiede due terzi dei costruttori. Il grande paese asiatico, inoltre, possiede il 95% delle riserve di terre rare disponibili sul pianeta, elementi come il neodimio e il lantanio che attualmente sono indispensabili per la realizzazione dei motori elettrici e delle batterie. Nella Silicon Valley, invece, sono nate varie aziende che producono veicoli elettrici ad alte prestazioni, come le già citate KleenSpeed e Mission Motors.


 


Le batterie


Naturalmente parecchie delle novità in arrivo riguardano gli accumulatori. Prosegue su più fronti il miglioramento delle batterie agli ioni di litio, per quanto riguarda capacità e vita utile: LGChem, ad esempio, sostiene di avere realizzato batterie per auto con una durata di almeno dieci anni, contro i tre di oggi. Tra le altre tecnologie promettenti sono comprese le già citate batterie zinco-aria, come quelle prodotte da ReVolt Technologies, e soprattutto le batterie laminari, costituite cioè da fogli di spessore molto ridotto. Nelle applicazioni automobilistiche queste ultime consentirebbero di distribuire l'immagazzinamento dell'energia su ampie superfici, eliminando la necessità di un grande vano ad hoc. Tra i produttori di batterie laminari al litio sono comprese società come Cymbet e Infinite Power Solutions, mentre numerose aziende (Blue Spark, Enfucell, Power Paper, Acreo, Prelonic Technologies, Menippos) fabbricano batterie laminari al diossido di manganese-zinco. La società Planar Energy Devices (uno spin-off del National Renewable Energy Laboratory statunitense) ha invece messo a punto un processo che consente di realizzare batterie planari a stato solido di grandi dimensioni, con prestazioni superiori e costi inferiori rispetto alle batterie a ioni di litio.


 


Energy harvesting


Un'altra direzione evolutiva riguarda l'impiego di varie forme di “energy harvesting” per aumentare la durata delle batterie. Al Massachusetts Institute of Technology, ad esempio, sono stati sviluppati ammortizzatori che trasformano in energia elettrica le spinte dovute alle asperità del terreno, mentre per i veicoli ibridi Bmw sta studiando generatori senza parti in movimento che trasformano in energia elettrica il calore prodotto dal motore a scoppio. Esiste ovviamente anche la possibilità di installare pannelli fotovoltaici sul veicolo; una delle novità più interessanti in questo campo è lo sviluppo di celle solari trasparenti che potrebbero rivestire l'intera superficie dell'auto, vetri compresi. Sono molte, insomma, le novità che bollono in pentola nel settore dei veicoli elettrici, un campo applicativo di indubbio interesse per l'industria elettronica.

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