Auto Ibride Plug-in: come funzionano e quanto conviene possederne una

Mobilità sostenibile ed elettrificazione sono concetti ormai radicati nel mondo dell’auto. Dai piccoli motori elettrici delle Mild Hybrid agli avanzati sistemi “Plug-in”, la corsa delle case automobilistiche verso il compromesso perfetto non sembra ancora vedere un traguardo. In questo articolo analizzeremo il controverso settore delle auto ibride plug-in cercando di fare un po’ di chiarezza.

Auto Ibride Plug-in: tipologie

Ibrido, dal latino hybrĭda ovvero bastardo, impuro, questa sembra essere l’origine della parola. Applicando bonariamente questo concetto all’Automotive ci troveremo davanti la forza motrice generata dall’unione di un motore a combustione interna con un motore elettrico, senza dubbio un concetto ben più virtuoso rispetto alle semplici origini della parola. Vediamo le tipologie attualmente più gettonate di veicoli ibridi:

• Mild Hybrid
• Full Hybrid
• Ibridi Plug-in

Mild Hybrid

Dominazione assoluta del gruppo termico. Il motore elettrico e i relativi componenti sopperiscono ai carichi richiesti dalle utenze secondarie (come, ad esempio, il climatizzatore o la radio) e alle fasi di avviamento (Start&Stop). In alcuni casi e per una piccola quota parte, il motore elettrico assiste anche il motore a combustione interna nella propulsione. Dal punto di vista dei consumi, i risparmi sono molto contenuti e visibili soprattutto in ambiente cittadino; di pari passo seguono le emissioni, con riduzioni discrete al limite dell’apprezzabile.

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Full Hybrid

È il sistema a cui tutti pensiamo quando si parla di veicoli ibridi. Motore elettrico, pacco batterie e componenti elettronici annessi sono sviluppati per assistere quasi costantemente il gruppo termico convenzionale. Sebbene queste vetture possano percorrere in modalità full electric qualche chilometro a velocità contenute, i loro punti di forza sono sia il grado di assistenza che il propulsore elettrico fornisce a quello termico in termini di coppia motrice, sia il range di fruibilità di questa assistenza.

A fronte di un sistema molto più invasivo e costoso rispetto ai piccoli Mild, le differenze rispetto ai veicoli con motore convenzionale si sentono sia quando ci si ferma a fare benzina, sia in termini di emissioni. In questi due sistemi, Mild e Full, la gestione dei flussi di energia da e verso il pacco batterie (Erogazione e Ricarica) viene gestito automaticamente dalle unità di controllo dell’automobile.

Ibridi Plug-In

Sono una categoria a parte, sebbene anche in questi veicoli il gruppo termico sia affiancato da un motore elettrico ed un pacco batterie dedicato, i Plug-in si distinguono da Mild e Full Hybrid per vari aspetti tra cui il più evidente (da cui prendono il nome) è senz’altro la presenza di una presa di alimentazione esterna dedicata alla ricarica del pacco batterie. Il loro obiettivo è quello di massimizzare la guida in modalità full electric e abbattere maggiormente le emissioni rispetto alle sorelle minori. Potremmo considerarli un compromesso ibrido molto spostato verso l’elettrico.

In questo articolo, per Ibrido Plug-in intenderemo sempre la tipologia “Plug-in in parallelo” dove i due propulsori, termico ed elettrico, lavorano in parallelo sulla motricità del veicolo. Altra tipologia di PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) ancora poco diffusi è invece quella dei Plug-in in serie, dove il motore termico non apporta un contributo di coppia motrice alle ruote bensì si occupa solo di alimentare il pacco batterie del motore elettrico. Su queste vetture, infatti, la trazione è puramente elettrica e il motore termico (di piccole dimensioni) avrà il solo scopo di aumentare l’autonomia del veicolo fornendo energia al pacco batterie.

Per ulteriori considerazioni tecniche riguardo le tre categorie di veicoli ibridi, vi consigliamo: I veicoli ibridi: vantaggi e confronto con i tradizionali

Unire la mobilità elettrica con la possibilità di effettuare spostamenti lunghi senza il pensiero dell’autonomia e dei tempi di ricarica sarà la scommessa dei prossimi anni. Le case automobilistiche stanno investendo miliardi di euro nella ricerca di una soluzione green che permetta a noi guidatori di continuare a usare l’automobile come abbiamo sempre fatto. Attualmente l’automobile Plug-in è il primo passo di questa scommessa.

Auto Ibride Plug-in: collocazione di mercato

In perfetta linea con le leggi naturali delle nuove tecnologie, la prima fase di distribuzione si concentra su piccoli gruppi di persone. Infatti, oggi le configurazioni Plug-in sono state sviluppate principalmente su veicoli di fascia media o alta e questa scelta, al di là dell’iter tecnologico, è imputabile a tre fattori:

• Fattori di tipo tecnico-economico: queste auto comportano un maggior costo di tutta la componente elettrica ed elettronica rispetto alle ibride convenzionali, componenti che hanno ben poco da invidiare alle elettriche pure al di là della capacità delle batterie al litio. A questo costo bisogna aggiungere la parte termica e la parte di interfaccia tra le due unità.
• Fattore dimensionale: allo stato dell’arte ospitare due motorizzazioni su un veicolo richiede uno spazio ed una portata che ad oggi obbligano i costruttori ad utilizzare piattaforme non compatibili con una city car, questo è dovuto principalmente all’ingombro dimensionale e alla massa delle batterie al litio di uso attuale, parametri che rendono difficoltoso trovare un buon compromesso.
• Fattore commerciale: lo sviluppo delle nuove tecnologie, gli investimenti necessari per produrle e l’appeal che viene conferito alle novità tecnologiche spesso fanno sì che il primo pubblico che avrà la possibilità di utilizzarle sarà una cerchia ristretta ed esclusiva di persone.

In questi ultimi tempi gli ecoincentivi stanno favorendo molto la vendita di questi veicoli, ampliando il pubblico interessato ad acquistare una PHEV. Infatti, la maggior parte di questi veicoli può accedere al contributo statale grazie alle bassissime emissioni dichiarate secondo lo standard di prova europeo WLTP. Ci occuperemo di questo test più avanti.

Perché la presa di ricarica esterna?

Avere una grande autonomia in modalità elettrica richiede un serbatoio di energia di dimensioni adeguate, questo si traduce nella necessità di installare a bordo accumulatori di elevata capacità e densità di carica, nonché componentistica elettronica adeguata alle maggiori potenze che ne derivano.

Come le sorelle minori Mild e Full Hybrid, nella maggior parte di questi veicoli può essere effettuata una ricarica a partire dal recupero dell’energia in decelerazione o ad opera del motore termico. Purtroppo per quanto si possa ottimizzare, il recupero dell’energia nelle fasi passive non riesce a sviluppare le condizioni necessarie ad ottenere una ricarica completa in tempi ragionevoli, condizioni che risultavano più che sufficienti per Mild e Full Hybrid. Da questi aspetti deriva l’esigenza di una ricarica esterna sfruttando tensioni superiori che permettono di conseguenza una migliore efficienza nella fase di ricarica.

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Auto Ibride Plug-in: leggere tra le righe

Per capire la convenienza di un’automobile di questo genere, per prima cosa vediamo qualche dato cercando di leggerlo nel modo giusto. Consideriamo una vettura plug-in di fascia media, la Mini Countryman Plug-in:

• Motore Termico: 1.5 litri tre cilindri turbo – Potenza 125CV
• Motore elettrico: Potenza 95 CV – Posizionamento sull’asse posteriore.
• Potenza complessiva: 220 Cv
• Tempi di Ricarica da Colonnina 3,6kW: 2 ore e 30 minuti
• Tempi di Ricarica da rete domestica 2,5kW: 3 ore e 30 minuti
• Autonomia dichiarata in elettrico: 58km
• Consumo medio (ciclo Wltp) dichiarato: 58,8 km/l
• Emissioni CO₂: 50g/km à Ecobonus tra i € 3.500 e i € 6.500 (con rottamazione)
• Prezzo: 44.600€

I dati sottolineati possono sembrare molto incoraggianti, al punto da non avere dubbi sulla convenienza assoluta per il portafoglio: consumi ridotti ed ecobonus massimo!

Superato lo sconto al concessionario però, dobbiamo considerare altri fattori tra cui come vengono svolte queste prove di consumo (ed emissioni). Nel ciclo WLTP, ovvero la prova europea standardizzata per la valutazione dei consumi e delle emissioni di un’automobile, l’auto deve percorrere una distanza di 23 chilometri, con una velocità di 46,5 km/h e una punta massima di 131 km/h attenendosi inoltre ad una serie di parametri e processi specifici della normativa. Avete letto bene, solo 23 chilometri!

Sebbene questo chilometraggio possa dare una fotografia molto vicina alla realtà per grand parte dei veicoli circolanti (BHEV comprese), diversamente accade per vetture Plug-in dove sarebbero necessarie distanze molto maggiori per ottenere valori verosimili. Questo è dovuto al fatto che questi veicoli ibridi hanno la possibilità di percorrere molti chilometri in modalità full electric, soprattutto gestendo con delicatezza le fasi di accelerazione.

L’approfondimento

Veniamo al punto: cosa accade quando si esaurisce la carica della batteria del motore elettrico? Malgrado non ci voglia uno studio per ipotizzare quello che accadrebbe, ovvero un’inevitabile impennata di consumi ed emissioni, la ONG Transport & Environment ha pensato bene di approfondire la questione effettuando un test su tre Ibride Plug-in valutandone consumi ed emissioni ben oltre i limiti dello standard Wltp.

Se vi state chiedendo cosa sia questa ONG dal nome altisonante, sappiate che qualche anno fa ha partecipato attivamente agli studi che hanno portato al Diesel Gate, il famoso scandalo sui trucchetti per aggirare i rigidi test delle normative antinquinamento europee.

I risultati dello studio sono stati pubblicati sul sito della ONG attraverso la stesura di un rapporto che ha il sapore di una nuova denuncia. Le tre vetture PHEV (Mercedes, Mitsubishi, BMW) sono state provate per lunghe percorrenze valutando consumi ed emissioni nelle varie configurazioni possibili sfruttando sia il motore elettrico che quello termico.

Lo studio si concentra principalmente sulle le emissioni, aspetto di primaria importanza a livello globale sono solo per il futuro del nostro pianeta, ma anche per una serie aspetti politico economici che riguardano molto le lobby dell’automotive e poco gli utilizzatori finali. Pensiamo solo alle multe che l’Unione Europea ha imposto a tutti i costruttori d’auto sulla base di quanto emette mediamente il loro parco circolante attualmente immatricolato nella Comunità.

Nel grafico qui sotto troviamo il livello di emissione dei veicoli testati in funzione della modalità di guida utilizzata (Modalità elettrica, solo motore termico, modalità ricarica batterie tramite motore termico), tutte messe a confronto con i dati dichiarati.

I dati riguardanti le modalità “solo motore termico” e “ricarica da motore termico” risultano sensibilmente sopra i valori che siamo abituati ad associare ai comuni veicoli Euro 6d alimentati con il solo motore termico, valori che solitamente si attestano tra i 100 e 200 grammi di CO₂ per chilometro percorso. Per concludere riportiamo di seguito la dichiarazione di uno dei vertici della Transport&Environment, Julia Poliscanova:

“Le Automobili Plug-in sono delle finte auto elettriche, costruite per testa da laboratorio e sconti sulle tasse, non per la guida reale. I nostri test mostrano come anche in condizioni ottimali con la batteria carica, queste auto inquinino più del dichiarato. A meno che esse non vengano guidate dolcemente, le emissioni di carbonio escono dai livelli indicati. I governi dovrebbero smettere di finanziare queste vetture con i soldi dei contribuenti.”

Julia Poliscanova

Il punto di vista

Ora che abbiamo analizzato i principali aspetti di questa tipologia controversa di automobili ibride, viene da chiedersi: ”conviene davvero acquistare un veicolo ibrido Plug-in?” La risposta richiede una piccola premessa.

Dimentichiamoci per un attimo delle auto ibride, delle batterie, dell’elettricità e della parola green. Immaginiamo una domanda più semplice e più antica, una domanda che molti di noi si sono posti negli anni passati: Diesel o Benzina? Anche in questo caso la verità assoluta non è mai stata trovata, le due fazioni sono state difese da altrettante tifoserie in tutte le sfere, dagli istituti di ricerca ai salotti dei sales manager, ai bar dove gli appassionati se le strillavano di santa ragione.

Ora, tornando alle nostre vetture elettrotermiche, verrebbe la brama di ricercare la risposta assoluta sulla convenienza di queste vetture eppure, anche in questo caso, la risposta probabilmente non arriverebbe mai. Possiamo però tracciare due profili, quello del guidatore perfetto di una Plug-in e quello del guidatore sbagliato per questo tipo di auto.

Auto Ibride Plug-in: l’utilizzatore ideale

L’utilizzatore perfetto di questa automobile percorre quotidianamente percorsi brevi, diciamo circa 20-30km, utilizzando l’acceleratore con parsimonia e sfruttando per la maggior parte solo la trazione elettrica. Quando rientra a casa (o quando si ferma a lavoro) parcheggia l’auto nel suo garage e collega l’automobile alla sua colonnina di ricarica dedicata. Questo tipo di utilizzo, oltre ad un effettivo risparmio economico, esprime a pieno il carattere green del veicolo.

Auto Ibride Plug-in: l’utilizzatore sbagliato

Questo utilizzatore percorre distanze lunghe a giorni alterni, spesso viaggia fuori regione e a volte non usa l’auto anche per qualche giorno. Probabilmente percorre gli stessi chilometri mensili dell’utilizzatore perfetto, ma li concentra in pochi spostamenti più lunghi e ad alte velocità, senza troppa dolcezza nell’uso dell’acceleratore.

Questo utilizzatore inoltre non possiede un garage o un posto dove ricaricare sempre l’automobile e si accontenta di ricaricarla le poche volte che trova una colonnina elettrica nei paraggi. Un tipo di utilizzo del genere, oltre ad essere economicamente sconveniente, innalza sensibilmente le emissioni di anidride carbonica nell’aria e non valorizza lo scopo ultimo di queste automobili.

Nel mezzo di questi due esempi si trovano tutte le altre tipologie di guidatori cui più o meno tutti apparteniamo. In generale potremmo affermare che attualmente, nel nostro paese, la scarsità di abitazioni munite di un proprio posto auto e la limitata presenza sul territorio di colonnine di ricarica pubbliche comportino un grosso limite per la fruibilità dei veicoli ibridi plug-in.

Consapevoli dell’utilizzo molto diversificato che il guidatore fa della propria auto oggi, non possiamo più estrapolare l’automobile dal contesto anzi, dobbiamo considerarlo come primo aspetto della nostra valutazione. Dai dati commentati in questo articolo, sebbene ancore le auto ibride plug in non siano alla portata di tutti, iniziano a diffondersi grazie ad una forte campagna globale di sensibilizzazione verso l’ambiente, sfruttando inoltre un’idea di risparmio economico che abbiamo visto essere tutto fuorché scontato.

Al contempo, queste le auto ibride plug-in sconfiggono i grossi limiti delle auto elettriche dei nostri tempi ovvero ricarica e autonomia, permettendo al possessore di andare ovunque facendo rifornimento in 5 minuti. E le emissioni? La questione è piuttosto delicata per via dell’innegabile distanza che separa la convenienza economica dall’ecologia. Sebbene si stia diffondendo una sensibilità importante nella popolazione dei guidatori italiani e globali riguardo le scelte ecologiche individuali, non possiamo sperare che esse procedano e si diffondano senza un pari (o quasi) appagamento economico, aspetto imprescindibile per le nostre scelte anche davanti l’acquisto nella nostra nuova automobile.

A cura di Matteo Scomparin