Come funziona un motore elettrico e quali vantaggi assicura

Le autovetture alimentate da un motore elettrico stanno lentamente soppiantando quelle che utilizzano il tradizionale motore endotermico alimentato a benzina o gasolio.

In questo articolo vi spiegherò come funziona un motore elettrico e quali vantaggi assicura, da un punto di vista tecnico, per quanto riguarda i benefici per l’ambiente fino ad arrivare ai benefici di ordine geopolitico.

Come funziona un motore elettrico

I motori elettrici alimentano le autovetture elettriche trasformando l’energia elettrica immagazzinata nelle batterie in energia meccanica, che poi spinge l’auto in avanti.

La bellezza dei motori elettrici risiede nella loro semplicità: sono più efficienti, più affidabili e meno costosi da mantenere rispetto ai motori a combustione interna.

Iniziamo col guardare la batteria, cuore dell’auto elettrica. Si tratta di un pacchetto di celle agli ioni di litio che immagazzinano l’energia. Queste batterie funzionano grazie alla mobilità degli ioni di litio da un elettrodo all’altro, producendo un flusso di elettroni che costituisce la corrente elettrica. Questa corrente viene quindi regolata e distribuita ai vari componenti dell’auto, inclusi il motore elettrico, tramite l’inverter.

L’inverter è un componente chiave che converte la corrente continua (DC) proveniente dalla batteria in corrente alternata (AC) che il motore può utilizzare. La frequenza della corrente alternata può essere modificata dall’inverter, permettendo così il controllo della velocità del motore.

Il motore elettrico, di solito un motore a magneti permanenti o un motore a induzione, utilizza questa corrente per generare un campo magnetico che causa la rotazione dell’albero motore. Un motore a magneti permanenti ha magneti fissati alla carcassa del motore che generano un campo magnetico costante, mentre l’armatura (la parte rotante del motore) ha avvolgimenti attraverso i quali fluisce la corrente generando un campo magnetico variabile. Quest’ultimo interagisce con il campo magnetico fisso per produrre la rotazione. Nel motore a induzione, invece, entrambi i campi magnetici sono generati elettricamente.

L’energia meccanica generata dal motore viene trasmessa alle ruote attraverso un sistema di trasmissione. Contrariamente alle auto a combustione interna, che necessitano di un cambio per variare la velocità e la coppia, le auto elettriche hanno di solito un rapporto di trasmissione fisso, dal momento che i motori elettrici possono funzionare efficacemente su un’ampia gamma di velocità.

Un altro aspetto interessante delle auto elettriche è il freno rigenerativo. Questo sistema permette di recuperare parte dell’energia meccanica normalmente perduta durante la frenata, trasformandola in energia elettrica che viene poi immagazzinata nella batteria. Questo processo aumenta l’efficienza dell’auto e ne prolunga l’autonomia.

Per riassumere, l’energia elettrica immagazzinata nella batteria viene convertita in corrente alternata dall’inverter, che alimenta il motore elettrico. Il motore, a sua volta, trasforma questa energia elettrica in energia meccanica che viene trasferita alle ruote per far muovere l’auto. Durante la frenata, l’energia meccanica viene recuperata e riutilizzata, migliorando l’efficienza complessiva del sistema. Il risultato è un mezzo di trasporto ecologico, efficiente e potente.

Quali sono i vantaggi di un motore elettrico

I motori elettrici per le autovetture, come quello che presenta la nuova Smart #1, presentano molti vantaggi rispetto ai tradizionali motori a combustione interna.

Prima di tutto, i motori elettrici non emettono direttamente biossido di carbonio (CO2), uno dei principali gas serra responsabili del riscaldamento globale. Questo significa che, durante l’utilizzo, un’auto elettrica è a emissioni zero. Questo aspetto è molto importante in un momento in cui la necessità di ridurre l’impatto ambientale delle attività umane è sempre più urgente. Non solo, le auto elettriche non producono nemmeno altre emissioni inquinanti, come monossido di carbonio, ossidi di azoto e particolato, che sono dannose per la salute umana e per l’ambiente.

Inoltre, i motori elettrici richiedono una manutenzione molto minore rispetto ai motori a combustione interna. Non ci sono parti in movimento come pistoni, bielle, alberi a camme e valvole, che richiedono lubrificazione regolare e possono logorarsi nel tempo. Non c’è bisogno di cambiare l’olio, il filtro dell’aria, la cinghia di distribuzione o la pompa del carburante. Inoltre, il sistema di frenatura rigenerativo di un’auto elettrica riduce l’usura delle pastiglie e dei dischi dei freni, riducendo ulteriormente la necessità di manutenzione.

Un altro vantaggio importante dei motori elettrici è la loro silenziosità. A differenza dei motori a combustione, che generano rumore a causa delle esplosioni di combustibile nel motore e delle altre parti in movimento, un motore elettrico funziona in modo molto silenzioso. Questo può contribuire a ridurre l’inquinamento acustico nelle aree urbane e rendere la guida più piacevole.

Altri vantaggi includono una maggiore efficienza energetica, una coppia immediata (che offre una risposta rapida e una forte accelerazione) e l’abilità di recuperare energia durante la frenata.

I benefici geopolitici dei motori elettrici per l’Italia

Un Paese come l’Italia, che non è un produttore significativo di petrolio o gas naturale, riceve ulteriori benefici dalla diffusione di autovetture alimentate con motori elettrici: si tratta di quelli di ordine geopolitico che le consentono di diventare più indipendente economicamente.

Una minor dipendenza dell’Italia dalle importazioni di petrolio non solo può migliorare la bilancia commerciale del paese, ma può anche ridurre la sua vulnerabilità alle fluttuazioni dei prezzi del petrolio sul mercato internazionale e ai problemi di approvvigionamento legati a conflitti politici o altre crisi nei paesi produttori di petrolio. E la recente guerra tra Russia e Ucraina ha fatto capire come la dipendenza dell’Italia dal gas importato dalla Russia fosse un fonte di elevato rischio di instabilità economica e politica.

Inoltre, passare a veicoli elettrici può aiutare l’Italia a diversificare le sue fonti di energia. Se l’elettricità utilizzata per alimentare i veicoli proviene da fonti rinnovabili, come il solare o l’eolico, ciò può contribuire a ridurre ulteriormente l’impatto ambientale del trasporto e a promuovere lo sviluppo di industrie nazionali nelle energie rinnovabili. Questo può creare posti di lavoro e stimolare l’innovazione tecnologica.

Infine, un maggiore uso di veicoli elettrici può contribuire a ridurre le emissioni di gas serra dell’Italia e aiutare il paese a raggiungere i suoi obiettivi climatici. Questo risultato potrebbe migliorare la posizione dell’Italia nelle negoziazioni internazionali sul clima e la sua reputazione come leader nella lotta contro il cambiamento climatico.

Riassumendo, i motori elettrici offrono un’alternativa più pulita, più silenziosa, più efficiente e meno costosa in termini di manutenzione rispetto ai motori a combustione interna, con enormi vantaggi per l’ambiente, la salute umana e la società nel suo complesso. Offrono anche benefici geopolitici per il nostro paese, diretta conseguenza di una minor dipendenza dai combustibili fossili di cui non siamo grandi produttori.

Pubblicato da Matteo Di Felice, Imprenditore e Managing Director di IdeeGreen.it, Istruttore di corsa RunTrainer e Mental Coach CSEN certificato, Istruttore Divulgativo Federazione Scacchi Italiana e appassionato di Sostenibilità, il 5 Giugno 2023