Auto ibride, ibride plug-in ed elettriche, le differenze

Il mercato delle auto ibride, ibride plug-in ed elettriche, crescerà nei prossimi anni ed è importante conoscere le principali caratteristiche e le differenze che contraddistinguono queste nuove tipologie di veicoli ecosostenibili. Questa nuova generazione di veicoli forniscono un trasporto efficiente dal punto di vista energetico, riducendo o eliminando le emissioni e il rumore, diminuendo la manutenzione e aumentando notevolmente il comfort di guida. L’auto ibrida in particolare, sta permettendo a molti utenti di affacciarsi gradualmente al mondo dei veicoli elettrici perchè in grado di ridurre le emissioni inquinanti senza sganciarsi completamente dal motore termico, mentre nel frattempo tutti i produttori di automobili stanno sviluppando ed ampliando rapidamente l’offerta delle auto totalmente elettriche, creando però confusione e insicurezza tra gli utenti nell’acquisto e nella scelta della nuova auto.

L’aumento generale delle materie prime e del prezzo della benzina e del gasolio uniti alla possibilità di ottenere corposi incentivi statali, stanno spingendo molte persone ad interessarsi ai veicoli ibridi, ibridi plug-in ed elettrici. Ma lo sviluppo di queste nuove tecnologie, le nuove normative a livello italiano ed europeo, i pro e i contro nell’utilizzo quotidiano, le difficoltà di ricarica, l’autonomia d’uso e le diverse esigenze di ciascun utente possono rendere la scelta difficile ed inoltre, spesso purtroppo, le caratteristiche di questi nuovi propulsori non vengono spiegate adeguatamente ed in maniera semplice dalle case automobilistiche. Di seguito verranno analizzate e confrontate le caratteristiche tecniche e le differenze fra le auto ibride, ibride plug-in ed elettriche, specificando per ciascuna i pro e i contro in modo da facilitare la scelta in fase di acquisto.

Come funziona un’auto elettrica

Un veicolo elettrificato è equipaggiato con un motore elettrico alimentato tramite batteria che può essere affiancato ad un motore termico nelle auto ibride e ibride plug-in. Un pacco batteria è composto da un certo numero di celle al litio raggruppate in moduli. L’attuale tecnologia permette un tasso di scarica molto basso, permettendo alla batteria di rimanere carica anche se il veicolo non viene utilizzato per alcuni giorni. In genere questi motori elettrici funzionano in corrente alternata percui a bordo è presente un inverter che converte la corrente continua delle batterie in corrente alternata per il motore. L’accelerazione funziona tramite un controller che regola la velocità del veicolo modificando la quantità di potenza dall’inverter al motore.

Il motore è collegato direttamente alle ruote tramite trasmissione a velocità singola, possono esserci anche più motori elettrici a bordo, ad esempio possono essere direttamente installati sulle ruote nei veicoli provvisti di trazione integrale. Premendo i freni, la decelerazione del veicolo permette al motore di produrre maggiore potenza che viene convertita dall’inverter ed inviata in correte continua alla batteria per la ricarica. Un controller di bordo monitora la velocità di carica delle batterie e il loro stato, l’inverter, l’accelerazione e moltissimi altri parametri. Nelle auto ibride e ibride plug-in il funzionamento del motore termico permette anche la ricarica delle batteria tramite inverter in maniera molto simile a quella che si ha con l’alternatore. Le auto elettriche e le auto ibride plug-in possono essere ricaricate tramite caricabatteria in corrente alternata collegandole alla rete elettrica di casa o alle colonnine pubbliche e supportano diversi tempi di ricarica a seconda della potenza utilizzata.

Auto ibride

Dalla nascita nel 1997 della Toyota Prius, prima auto ibrida prodotta in serie, questa tecnologia non è cambiata di molto ma nel corso degli ultimi anni è stata ulteriormente migliorata. L’auto ibrida (Hybrid electric vehicle – HEV), spesso denominata dai costruttori anche come Full Hybrid, è dotata di motore termico (benzina o diesel) al quale viene affiancato un motore elettrico separato. L’auto è in grado di funzionare con diverse alimentazioni, sia esclusivamente con il motore a combustione che con quello elettrico, oppure con una combinazione dei due gestita dalla centralina dell’auto che lavora in background per aumentare notevolmente l’efficienza. La batteria di bordo che alimenta il motore elettrico di un’auto ibrida è relativamente piccola, questa perciò occupa poco spazio e può essere facilmente nascosta.

Nell’auto ibrida il motore elettrico è studiato per funzionare come supporto al motore termico, per ridurne l’uso ed aiutarlo a preservare carburante. La batteria dell’auto ibrida viene ricaricata in movimento, sia dal motore termico mentre è in funzione che dall’elettricità recuperata quando il veicolo gira per inerzia o frena. Il motore elettrico funziona infatti come generatore di corrente durante la frenata e l’inerzia, catturando e convertendo l’energia per immagazzinarla nella batteria. Questa energia può essere poi utilizzata in accelerazione al posto del tradizionale motore termico, riducendo i consumi di carburante e le emissioni inquinanti. Poiché gli ibridi sono i veicoli elettrificati più diffusi in commercio, è un ottimo punto di partenza per chi vuole affacciarsi al mondo dei veicoli ecosostenibili, esistono molte opzioni fra cui scegliere, SUV, berline ed utilitarie ed inoltre è molto meno costoso di un veicolo totalmente elettrico o plug-in.

Mild Hybrid, l’ibrido leggero

In commercio sono disponibili anche auto ibride denominate Mild Hybrid (ibridi leggeri) che hanno sistemi più semplici rispetto al normale Full Hybrid illustrato in precedenza. La differenza sostanziale fra questi due tipi di ibrido sta nella potenza del motore elettrico e nel modo con cui si interfaccia al motore termico. Il funzionamento dell’elettrico nel Mild Hybrid è limitato solo al supporto alla partenza e all’accelerazione e non consente al veicolo di viaggiare con il motore termico completamente spento. Ciò causa un aumento di consumi soprattutto in città rispetto all’ibrido tradizionale dove quest’ultimo può spegnere il motore e muoversi esclusivamente con l’elettrico e le spese di carburante sono perciò superiori. Anche se in fase di acquisto il costo del Mild Hybrid è in genere inferiore rispetto al Full Hybrid, si ha purtroppo un risparmio inferiore nelle spese di carburante e maggiori emissioni inquinanti.

Vantaggi e svantaggi delle auto ibride

I vantaggi di un veicolo ibrido sono molti, tra cui l’efficienza nel consumo di carburante e la mancanza di necessità di collegamento per la ricarica, percui non si è vincolati all’autonomia delle batterie ne a pianificare le soste per la ricarica. Proprio per questo non è necessario cambiare le proprie abitudini alla guida e nei rifornimenti e non bisogna preoccuparsi di spine e cavi per ricaricare la batteria che invece verrà ricaricata automaticamente durante l’uso. Inoltre l’uso dell’ibrido in modalità elettrico, soprattutto in città, permette di abbattere notevolmente le emissioni inquinanti nel traffico e, nelle condizioni di start e stop continuo, garantisce un buon accumulo di energia durante le frenate.

Gli svantaggi principali derivano dalla batteria, dall’autonomia e dalle emissioni. Proprio per le caratteristiche tecniche dell’ibrido, si avrà un impatto maggiore sull’ambiente a causa del rilascio di emissioni inquinanti allo scarico durante il funzionamento del motore termico. Inoltre, poiché le auto ibride sono in grado di percorrere con le sole batterie distanze relativamente brevi a causa di una minore capacità di accumulo, se si vuole sfruttare appieno l’elettrificazione, risultano essere maggiormente adatte per l’uso in città.

Auto ibride plug-in

L’ibrido plug-in (Plug-in hybrid electric vehicle – PHEV) è molto simile a un’auto ibrida standard, in quanto si ha comunque una batteria aggiuntiva e un motore elettrico a supporto del motore termico e combina sostanzialmente i concetti di auto ibrida ed elettrica. La differenza principale è che la batteria è più grande, consentendo perciò alle auto ibride plug-in di vantare una maggiore autonomia di marcia rispetto ad un normale veicolo ibrido. Il rovescio della medaglia è rappresentato dalla necessità di ricarica della batteria che come per le auto elettriche va collegata alla rete per una ricarica completa, questa infatti non riesce a caricarsi completamente durante la marcia.

Una volta che la batteria si scarica infatti, non sarà più possibile utilizzare il motore elettrico fino a che non verrà collegato alla rete elettrica per essere ricaricato, ma si potrà comunque continuare ad utilizzare il motore termico alimentato da benzina o diesel. L’ibrido plug-in è utile perciò nei brevi tragitti se si vuole sfruttare la mobilità elettrica ma offre comunque la comodità del classico motore termico nel caso di viaggi più lunghi. Anche l’ibrido plug-in inoltre utilizza un generatore per catturare l’energia in frenata per risparmiare carburante e accumulare energia nelle batterie. Questo sistema permette avvii rapidi del motore in modalità elettrica, smussa i cambi di marcia e aggiunge coppia a bassa velocità.

Vantaggi e svantaggi delle auto ibride plug-in

Il vantaggio principale dell’ibrido plug-in è che offre ai conducenti l’opportunità di beneficiare della tecnologia elettrica senza emissioni durante i brevi spostamenti grazie all’autonomia del pacco batteria, ma allo stesso tempo dà la tranquillità del motore termico per viaggi più lunghi. Inoltre la batteria di un’auto ibrida plug-in è più piccola di quella di un’auto totalmente elettrica, ciò significa che si ricarica più rapidamente. E’ una tecnologia perfetta se si fanno pochi chilometri giornalieri e si ha la possibilità di ricaricare agevolmente la batteria, inoltre non ci sono problemi se occasionalmente si vuole fare un viaggio più lungo sfruttando il motore termico. Chi fa pochi chilometri, inferiori all’autonomia della batteria, può sfruttare appieno la tecnologia plug-in, caricando ad esempio ogni notte la batteria dell’auto sarà possibile non utilizzare mai il motore termico se non in rare occasioni.

Lo svantaggio è invece rappresentato dall’autonomia, se si vuole viaggiare in modalità elettrica, lo si può fare solo per pochi chilometri dopodiché bisognerà fare affidamento sul motore termico. Nella scelta dell’auto ibrida plug-in è perciò importante valutare le proprie necessità e abitudini, se si fanno molti chilometri al giorno il rischio è infatti quello di andare spesso solo con il motore tradizionale e trascinarsi dietro inutilmente il peso delle batterie vanificandone i benefici, riducendo le prestazioni e aumentando il consumo di carburante rispetto ad un’auto a motore termico standard.

Auto elettriche

La diffusione dell’auto elettrica (Battery electric vehicle – BEV) sta crescendo notevolmente negli ultimi anni, trainata dagli incentivi statali all’acquisto superiori rispetto alla tecnologia ibrida e ibrida plug-in. L’auto elettrica è dotata esclusivamente di motore elettrico e non è provvista di motore termico a supporto. E’ alimentata da un grande pacco batteria che richiede una ricarica regolare per garantire l’autonomia dichiarata dal costruttore. I tempi di ricarica dipendono dalle dimensioni della batteria e dalla potenza di ricarica del caricabatterie, che puà essere effettuata a casa o utilizzando le colonnine pubbliche. L’autonomia dell’auto elettrica è limitata da vari fattori, come ad esempio le dimensioni della batteria installata e il peso dell’auto, quindi è fondamentale trovare un modello che soddisfi le proprie esigenze chilometriche.

Così come per il motore termico, anche il motore elettrico ha un differente consumo in base all’utilizzo, la velocità di marcia e i tragitti in pendenza aumentano i consumi di energia e diminuiscono l’autonomia della batteria, così come l’uso del condizionatore e di altri carichi. Quindi è necessario valutare attentamente le proprie abitudini e il tipo di uso per scegliere un veicolo elettrico che abbia una giusta autonomia per le proprie esigenze. Per quanto riguarda la velocità di ricarica delle batterie, questa dipende dal tipo di caricabatteria che si usa, i nuovi caricabatterie di livello 3 offrono una potenza maggiore (tra 20 e 50 kW) e permettono di ricaricare rapidamente la batteria da zero all’80% nel giro di mezz’ora mentre i caricabatterie di livello 2, attualmente i più diffusi, impiegano più tempo, circa 9 ore con la batteria completamente scarica. Per maggiori informazioni è possibile leggere l’articolo su come ricaricare l’auto elettrica a casa.

Vantaggi e svantaggi delle auto elettriche

I vantaggi principali sono rappresentati da un inquinamento nullo, percui c’è un abbattimento totale delle emissioni inquinanti e da un risparmio sostanziale sul costo del carburante. Inoltre l’auto elettrica ha costi di manutenzione inferiori rispetto all’auto ibrida e ibrida plug-in, non utilizza i componenti classici del motore termico, né lubrificazione. Un altro vantaggio è il grande comfort di guida dato che i motori elettrici sono estremamente silenziosi, unito a prestazioni eccellenti in accelerazione grazie alla potenza istantanea fornita dal motore elettrico. I motori elettrici infatti raggiungono velocemente la loro coppia massima a differenza dei motori a combustione che necessitano di regimi motore più elevati per raggiungerla. Questo permette di avere un’ottima coppia e un’ottima accelerazione subito disponibili. Gli incentivi statali inoltre permettono un grosso sconto sull’acquisto, con la possibilità di circolare ovunque anche nelle zone interdette ai motori termici e ibridi con in più l’esenzione del bollo per 5 anni dalla data d’immatricolazione con successivo sconto del 75% (in Piemonte e Lombardia l’esenzione del bollo è a vita).

Lo svantaggio principale è causato della necessità di una ricarica regolare, un’auto elettrica potrebbe non rivelarsi adatta a chi non ha facile accesso a un caricabatterie o a chi fa spesso viaggi più lunghi dell’autonomia della batteria. Tuttavia grazie alla maggiore autonomia rispetto all’auto ibrida e ibrida plug-in, se si fanno pochi chilometri al giorno sarà possibile ricaricare la batteria poche volte, anche solo una volta a settimana. Inoltre vanno programmate attentamente le soste di ricarica e le infrastrutture da utilizzare durante i viaggi. Fare viaggi lunghi con un’auto elettrica è complicato e richiede una pianificazione strategica per la ricerca di stazioni di ricarica rapida. Un altro svantaggio è costituito dalla batteria di grandi dimensioni che è necessaria per alimentare il motore elettrico dell’auto, questa avrà un costo oneroso al momento della sostituzione dopo alcuni anni.

Ibrido vs ibrido plug-in: pro e contro

I termini Ibrido e ibrido plug-in possono essere spesso confusi, creando incertezza al momento dell’acquisto dell’auto nuova. La sostanziale differenza è che l’auto ibrida non ha bisogno di essere ricaricata perchè autoricarica le batterie automaticamente durante il normale utilizzo. L’ibrido plug-in, invece, nonostante abbia un motore elettrico a supporto come per l’auto ibrida, va ricaricata tramite colonnina o a casa perchè ha una batteria più grande e con maggiore autonomia che non può essere ricaricata completamente durante l’utilizzo. L’ibrido plug-in avendo maggiore autonomia rispetto al normale ibrido, se si fanno pochi chilometri al giorno, offre la possibilità di sfruttare l’auto sempre in modalità elettrica utilizzando il motore termico solo sporadicamente.

Ibrido vs elettrico: pro e contro

Ibridi e veicoli elettrici rappresentano due tecnologie completamente differenti. Le auto ibride possono andare ovunque e sono equipaggiate con un comune motore termico benzina o diesel e traggono l’elettricità di cui hanno bisogno durante le decelerazioni e le frenate e dallo sfruttamento della potenza del motore mentre è in funzione. Le auto completamente elettriche invece sono esclusivamente alimentate da batterie che devono essere ricaricate regolarmente e non dispongono di un motore termico. L’auto ibrida può essere utilizzata anche per lunghi viaggi perchè ha il supporto del motore termico ma ha consumi ed emissioni maggiori rispetto all’auto completamente elettrica. Quest’ultima infatti ha emissioni zero però ha un’autonomia limitata e spesso viene utilizzata solo come seconda auto.

Pro e contro dell’auto ibrida

Pro

• Rifornimenti facili e veloci in qualsiasi stazione di servizio.
• E’ il veicolo elettrificato più economico in commercio.
• Non ha bisogno di ricaricare le batterie.
• Le batterie occupano poco spazio.

Contro

• Prestazioni non eccezionali, in genere inferiori all’auto ibrida plug-in.
• Autonomia in modalità elettrica quasi nulla.
• Si può sfruttare l’elettrificazione solo come supporto al motore termico.
• Emissioni inquinanti maggiori rispetto all’auto ibrida plug-in.

Autonomia ed emissioni dell’auto ibrida (media indicativa)

• Meno di 5 KM di autonomia a bassa velocità in modalità elettrica e solo in determinate condizioni.
• Tra 60 g e 130 g di CO2 per KM di emissioni in città grazie al supporto del motore elettrico, che salgono a circa 200 g a batteria scarica.

Pro e contro dell’auto ibrida plug-in

Pro

• Può funzionare esclusivamente come un veicolo elettrico se si fanno pochi chilometri al giorno.
• Se l’autonomia delle batterie si esaurisce si può utilizzare il motore termico.
• Gli incentivi statali sono più elevati rispetto all’auto ibrida.
• Le emissioni inquinanti sono inferiori rispetto all’auto ibrida.

Contro

• Costa di più di un normale ibrido.
• Autonomia elettrica spesso insufficiente se si usa molto l’auto.
• È necessario ricaricare la batteria regolarmente.
• Le batterie occupano più spazio rispetto al normale ibrido perchè sono più grandi.
• Il peso dell’auto è maggiore e se si usa spesso il motore termico i consumi salgono.

Autonomia ed emissioni dell’auto ibrida plug-in (media indicativa)

• Tra i 40 KM e gli 80 KM di autonomia in modalità elettrica.
• Tra 20 g e 60 g di CO2 per KM di emissioni, che salgono a circa 200 g a batteria scarica.

Pro e contro dell’auto elettrica

Pro

• Zero emissioni dallo scarico.
• Accelerazione fluida, immediata e silenziosa.
• Bassi costi di manutenzione.
• Spese di gestione inferiori perché non necessita di carburante.
• Ha agevolazioni fiscali e corposi sconti statali in fase di acquisto.

Contro

• Bisogna prestare sempre attenzione all’autonomia della batteria.
• Va ricaricata regolarmente.
• Adatta perlopiù a spostamenti giornalieri brevi.
• I lunghi viaggi richiedono la ricerca di stazioni di ricarica rapida.
• Più costosa da acquistare.

Autonomia ed emissioni dell’auto elettrica (media indicativa)

• Tra i 300 KM e i 500 KM di autonomia ed anche di più a seconda del modello.
• Zero emissioni di CO2 durante la guida.