Toyota: scoperti i brevetti del cambio manuale per auto elettriche

Quando parliamo di auto elettriche, la prima cosa che tutti evidenziano è l’assenza del cambio manuale o comunque il cambio multi-marcia. C’è un’unica marcia (o al massimo 2 per quelle auto che superano i 300 km/h) per andare in avanti, e c’è la retro. Il motivo per cui non è necessario un cambio tradizionale è anche prettamente tecnico: l’erogazione della coppia di un propulsore elettrico, come mostrato nell’immagine sotto, è completamente diversa da quella di un motore a combustione interna. La linea tratteggiata rappresenta la coppia di un motore elettrico: si può notare come già da 0 giri e per un certo intervallo del regime di rotazione, la coppia sia massima. Essa decresce solo al di sopra di una certa soglia. Inserire, perciò, altre marce risulta praticamente inutile se non addirittura controproducente in quanto si aggiunge peso extra, oltre che altri organi meccanici e dunque ulteriori attriti che ne riducono il rendimento.

Con l’auto dotata di motore a combustione interna, invece, la trasmissione è necessaria perché, come si può notare dalle curve di coppia evidenziate in grassetto, la coppia raggiunge un picco solo in un piccolo intervallo del regime di rotazione per poi decrescere. Con il cambio marcia si fa in modo da avere un valore di coppia quanto più alto possibile per ogni singola marcia avvicinandosi il più possibile all’andamento ideale (che coincide proprio con la curva di coppia del motore elettrico).

Le trasmissioni manuali esistevano già prima che le auto elettriche diventassero più popolari. Sembrava che il passaggio di massa all’alimentazione elettrica sarebbe stato il punto di non ritorno per la trasmissione come la conosciamo oggi. Eppure, su un forum sono stati pubblicati i PDF originali di 8 brevetti depositati da Toyota che riguardano un “finto” cambio manuale per auto elettriche.

La richiesta di deposito è stata effettuata negli Stati Uniti. Tra questi, tutti depositati nell’estate del 2021, figurano diverse soluzioni. Troviamo un pedale della frizione simulato, un cambio simulato e un metodo per interrompere il flusso di coppia per imitare la sensazione tipica di quando si guida un’automobile con motore a combustione interna.

Come funzionerebbe il cambio manuale di Toyota per le auto elettriche

In uno dei brevetti, un estratto riporta: “Il veicolo elettrico include una leva del cambio e un pedale della frizione per la pseudo-realizzazione del cambio manuale della marcia del veicolo. La leva del cambio è azionata dal conducente per selezionare una modalità arbitraria della marcia virtuale tra una pluralità di modalità. Il controller calcola la velocità di rotazione del motore virtuale e visualizza tale velocità sul display”.

I brevetti suggeriscono che le Toyota equipaggiate con questo sistema offriranno tre diverse modalità. Una richiede al guidatore di utilizzare sia la frizione che il cambio, mentre la seconda elimina la necessità di utilizzare il pedale della frizione frizione. Toyota suggerisce che questa funzione potrebbe essere utile durante il parcheggio, la retromarcia o quando si è bloccati nel traffico. E nella terza modalità, né la frizione né il cambio vengono utilizzati dal guidatore.

Il brevetto, tuttavia, sembra suggerire che nella terza modalità sia il cambio che la frizione saranno gestite automaticamente dall’elettronica della vettura. L’auto, quindi, si comporterà come una vettura con motore endotermico con un cambio automatico piuttosto che come una normale auto elettrica con rapporto fisso. Ciò potrebbe significare che il sistema sarà riservato alle auto ad alte prestazioni incentrate sull’automobilista e sul divertimento alla guida, come una futura Supra o una qualsiasi altra sportiva. Verrà applicato anche un falso contagiri graduato per assomigliare quanto più possibile all’auto endotermica. Dal disegno mostrato sotto, ci si ferma intorno ai 7600 giri/min, ma un motore elettrico può tranquillamente superare i 12 mila giri/min.

Questa soluzione ricorda un po’ quella presentata insieme al concept GR HV 2017 di Toyota. Essenzialmente parliamo di una GT86 elettrica con un cambio ad H convenzionale. Era solo un’auto da esposizione, ma ora è chiaro che Toyota già all’epoca ci aveva dato un importante indizio su ciò che avrebbe voluto realizzare di lì a pochi anni.

Ovviamente al momento non sappiamo se questa tecnologia sarà in grado di replicare effettivamente la sensazione, o solo il divertimento, di un’auto con cambio manuale. Ma, essendo che si potrebbe passare dalla modalità manuale a quella automatica, molto difficilmente ci saranno dei pareri discordi a riguardo.