Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
Una delle domande più frequenti riguarda la trasmissione. Queste auto futuristiche ne hanno una? La risposta breve è sì, ce l'hanno. Ma non è il tipo di trasmissione a cui si è abituati con un veicolo a benzina. In questo articolo esploreremo perché sono diverse e cosa riserva il futuro a questa tecnologia. È una lettura da non perdere se siete curiosi di sapere come funzionano le auto elettriche e cosa le rende così uniche.
In un'auto con un tradizionale motore a combustione interna, la trasmissione è un componente fondamentale. Si tratta del cambio dell'auto. Il suo compito principale è quello di trasferire la potenza dal motore alle ruote. Un motore a combustione genera una potenza efficiente solo entro un certo intervallo di giri al minuto (RPM). Ciò significa che il motore ha un "punto di forza" in cui funziona al meglio. Per mantenere il motore in questo punto di forza, sia che si parta da fermi sia che si viaggi in autostrada, è necessario cambiare marcia. Un cambio manuale richiede che il conducente cambi le marce utilizzando il pedale della frizione e la leva del cambio. Un cambio automatico fa questo lavoro al posto vostro, selezionando automaticamente la marcia giusta in base alla velocità del veicolo e al numero di giri del motore.
È come andare in bicicletta con più marce. Per iniziare a pedalare si usa una marcia bassa, che facilita la partenza. Man mano che si aumenta la velocità, si passa a marce più alte per andare più veloci senza dover pedalare furiosamente. La trasmissione di un'automobile funziona secondo un principio simile, utilizzando diversi rapporti di trasmissione per gestire la potenza erogata dal motore. La trasmissione consente a un veicolo convenzionale di accelerare in modo fluido, mantenere una velocità di crociera e persino andare in retromarcia. Senza una trasmissione, un'auto con motore a combustione interna sarebbe incredibilmente inefficiente e praticamente inguidabile.
Sì, le auto elettriche hanno una trasmissione, ma è molto più semplice di quella dei veicoli a benzina. La differenza principale è che la maggior parte delle auto elettriche utilizza una trasmissione a una sola velocità. La si può anche chiamare riduttore a una velocità, ingranaggio fisso o trasmissione diretta. Questo è un netto contrasto con le trasmissioni a più velocità, come il manuale a 6 o l'automatico a 8 rapporti, che sono comuni nelle auto con motore a combustione interna. La ragione di questa semplicità risiede nella natura del motore elettrico.
Un motore elettrico è molto diverso da un motore a combustione. Un motore elettrico eroga la potenza alle ruote quasi istantaneamente, fornendo una coppia costante in un intervallo di giri molto ampio. Non c'è bisogno di "alzare i giri" del motore per ottenere le migliori prestazioni. Questa coppia istantanea è ciò che conferisce alle auto elettriche la famosa accelerazione rapida e fluida. Poiché il motore elettrico è così efficiente in un'ampia gamma di velocità, una complessa trasmissione a più velocità non è necessaria. La trasmissione a una sola velocità di un veicolo elettrico è progettata per regolare la potenza dal motore elettrico alle ruote, spostando il veicolo in avanti o in retromarcia.
La trasmissione di un veicolo elettrico, o più precisamente il suo cambio, è un dispositivo molto più compatto e semplice. Ha un numero di parti mobili molto inferiore a quello di una trasmissione tradizionale. Questa semplicità è un enorme vantaggio. Significa meno peso, il che può contribuire a migliorare l'autonomia del veicolo. Significa anche che ci sono meno elementi che possono rompersi, con potenziali minori costi di manutenzione.
La progettazione della trasmissione a velocità singola di un veicolo elettrico consiste nel gestire in modo efficiente l'elevata velocità di rotazione del motore elettrico. Un motore elettrico può girare a regimi incredibilmente elevati, spesso superiori a 10.000 o addirittura 20.000 giri al minuto. Si tratta di una velocità molto superiore ai 6.000 giri/min. tipici di molti motori a combustione interna. Il cambio di un veicolo elettrico utilizza un singolo ingranaggio per ridurre questo elevato numero di giri a una velocità più adatta alle ruote. Questo processo moltiplica anche la coppia del motore, dando all'auto la potenza necessaria per accelerare.
Il funzionamento di una trasmissione a una velocità in un'auto elettrica è elegantemente semplice. Quando si preme l'acceleratore, l'elettricità passa dalla batteria al motore elettrico. Questo fa girare il motore. Il motore è collegato al cambio a una velocità, che fa girare le ruote. Il bello di questo sistema è la sua immediatezza. Non ci sono cambi di marcia che interrompono il flusso di energia, ed è per questo che l'accelerazione in un veicolo elettrico è così fluida.
Il singolo ingranaggio della trasmissione ha un rapporto di trasmissione fisso, scelto con cura dal costruttore. Questo rapporto offre un buon equilibrio tra una rapida accelerazione da fermo e prestazioni efficienti a velocità più elevate. È come essere bloccati in un'unica marcia molto versatile su una bicicletta. È una marcia che va bene per partire, accelerare e andare in crociera. L'ampia gamma di giri del motore elettrico lo rende possibile. Può fornire la potenza e la coppia necessarie senza dover passare da una marcia all'altra.
Un maggior numero di marce ha sempre significato migliori prestazioni? Ma con le auto elettriche non è così. Il motivo principale per cui la maggior parte dei veicoli elettrici non dispone di trasmissioni a più velocità è che non ne hanno bisogno per funzionare in modo efficiente. Un motore elettrico produce una quantità costante di coppia a qualsiasi numero di giri all'interno della sua gamma operativa. Questo è fondamentalmente diverso da quello di un motore a combustione, che deve essere mantenuto entro un intervallo di giri ristretto per produrre una potenza efficiente.
L'aggiunta di più marce a un veicolo elettrico introdurrebbe complessità e peso inutili. Ciò non solo aumenterebbe il costo di produzione del veicolo, ma potrebbe anche ridurne l'efficienza complessiva e l'autonomia. Una trasmissione a più velocità significherebbe anche un maggior numero di parti in movimento, con conseguenti potenziali punti di guasto e costi di manutenzione più elevati. Il design a una sola velocità della maggior parte delle trasmissioni EV è un esempio perfetto di ingegneria elegante: è semplice, efficiente ed efficace.
La maggior parte delle auto elettriche ha una trasmissione a una sola velocità, ma ci sono alcune eccezioni. Alcuni veicoli elettrici ad alte prestazioni, come la Porsche Taycan e l'Audi e-tron GT, utilizzano una trasmissione a due velocità. Questo è affascinante perché dimostra che gli ingegneri sono sempre alla ricerca di modi per superare i limiti delle prestazioni. In queste auto, la prima marcia viene utilizzata per un'accelerazione molto forte da fermo. La seconda marcia, più alta, è utilizzata per una maggiore efficienza e una velocità massima più elevata quando si viaggia in autostrada.
La decisione di utilizzare una trasmissione a più velocità in questi modelli ad alte prestazioni serve a ottimizzare la potenza erogata dal motore elettrico per specifiche situazioni di guida. Ciò consente all'auto di avere sia un'incredibile capacità di ripresa sia un'efficiente capacità di crociera sulle lunghe distanze. Sebbene questa tecnologia sia attualmente presente in un numero limitato di veicoli elettrici di lusso, sarà interessante vedere se altri produttori adotteranno progetti simili in futuro, man mano che continueranno a migliorare le prestazioni e l'autonomia delle loro offerte di auto elettriche.
Questa è un'altra domanda che mi ha fatto grattare la testa. Senza una trasmissione tradizionale con retromarcia, come fa un'auto elettrica a fare marcia indietro? La risposta è sorprendentemente semplice e testimonia l'eleganza della tecnologia dei motori elettrici. Per andare in retromarcia, il motore elettrico gira semplicemente nella direzione opposta. Non c'è bisogno di una retromarcia separata e complessa come in un'auto con motore a combustione.
Il conducente seleziona la "retromarcia" tramite un pulsante o una leva e il controller elettronico del veicolo inverte il flusso di elettricità al motore. Questo fa sì che il motore ruoti nella direzione opposta, facendo a sua volta girare le ruote all'indietro. Si tratta di un modo molto più diretto ed efficiente di ottenere la retromarcia rispetto alla complessità meccanica di una trasmissione convenzionale. È un altro esempio di come i veicoli elettrici siano progettati per la semplicità e l'efficienza.
Molte auto elettriche oggi offrono la trazione integrale (AWD) per migliorare la trazione e le prestazioni. Ero curioso di sapere come funzionasse senza i tradizionali alberi di trasmissione e casse di trasferimento presenti nei veicoli AWD a benzina. È emerso che molti veicoli elettrici a trazione integrale utilizzano un design molto intelligente. Invece di un motore, hanno due motori elettrici, uno per le ruote anteriori e uno per quelle posteriori.
Questa configurazione a doppio motore consente un controllo molto preciso della potenza inviata a ciascun asse. Alcuni veicoli hanno anche rapporti di trasmissione diversi per i motori anteriori e posteriori per ottimizzare le condizioni di guida. Ad esempio, un motore può essere orientato per una rapida accelerazione, mentre l'altro è orientato per una più efficiente marcia in autostrada. Il computer del veicolo può regolare istantaneamente la potenza erogata a ciascun motore per fornire la migliore trazione e le migliori prestazioni possibili in qualsiasi situazione. Questo design non solo offre i vantaggi della trazione integrale, ma migliora anche l'efficienza complessiva del veicolo.
Il mondo della tecnologia dei veicoli elettrici è in continua evoluzione e le trasmissioni non fanno eccezione. Sebbene la trasmissione a una velocità sia attualmente lo standard per la maggior parte dei veicoli elettrici, alcuni produttori stanno sperimentando nuovi design per migliorare ulteriormente l'efficienza e le prestazioni. In alcuni modelli ad alte prestazioni si vedono già trasmissioni a due velocità, e in futuro è possibile che si vedano cambi a più velocità ancora più avanzati.
Altre innovazioni includono le trasmissioni a variazione continua (CVT) che possono fornire un numero infinito di rapporti di trasmissione per la massima efficienza. Alcune aziende stanno addirittura studiando motori interni alle ruote, che eliminerebbero del tutto la necessità di una trasmissione tradizionale collocando un piccolo motore elettrico all'interno di ogni ruota. Il futuro dei veicoli elettrici porterà probabilmente a una varietà di tecnologie di trasmissione, ognuna adattata alle esigenze specifiche di diversi tipi di veicoli, dalle piccole city car alle auto sportive ad alte prestazioni. L'obiettivo sarà sempre quello di massimizzare l'efficienza, le prestazioni e l'autonomia.
Il passaggio dalle complesse trasmissioni a più velocità dei motori a combustione interna alle semplici trasmissioni a una sola velocità delle auto elettriche è più di un semplice cambiamento tecnologico. Sta cambiando l'intera esperienza di guida. L'accelerazione fluida, silenziosa e istantanea di un veicolo elettrico è il risultato diretto di un gruppo propulsore semplice ed efficiente. Non ci sono cambi di marcia che interrompono l'erogazione di potenza alle ruote, creando una guida più fluida e piacevole.
Questa nuova tecnologia rende le auto più facili e potenzialmente più economiche da mantenere. Con un minor numero di parti in movimento nella trasmissione, ci sono meno possibilità di guasti. Con il continuo miglioramento della tecnologia delle batterie e la diffusione delle infrastrutture di ricarica, la semplicità e l'efficienza della trasmissione delle auto elettriche giocheranno un ruolo fondamentale nel rendere i veicoli elettrici un'opzione ancora più interessante per gli automobilisti. Il futuro dell'automobile è elettrico e l'umile trasmissione sta svolgendo un ruolo importante in questa rivoluzione.
Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
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