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Auto ibride plug-in
Phev, caratteristiche e istruzioni per l'uso

Auto ibride plug-in
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Le ibride plug-in, ovvero l’anello di congiunzione tra le full hybrid e le elettriche. Non tutti gli automobilisti, però, possono - o vogliono - fare i conti con le autonomie delle emissioni zero, sebbene la presenza delle infrastrutture dedicate, in Italia e in Europa, sia in forte aumento. Per questo, tra le vetture ibride per antonomasia e le full electric esiste un’opzione intermedia, quella delle plug-in, o Phev (acronimo di plug-in hybrid electric vehicle), che possono rifornirsi sia alla colonnina che alla pompa di carburante.

Il mercato. Tra le auto a doppio motore le Phev sono quelle meno diffuse, ma anche quelle la cui fetta di mercato segna gli aumenti più significativi. Nei primi otto mesi del 2020, nonostante l’emergenza Covid-19, ne sono state immatricolate in Italia 5.473 unità, contro le 2.022 dello stesso periodo del 2019 (+170,7%); nel Vecchio continente, le immatricolazioni sono state 178.250 nei primi sei mesi di quest’anno, con una crescita del 114,3% rispetto al primo semestre 2019. Un incremento impressionante, dovuto non solo ai generosi incentivi previsti in Italia e negli altri Paesi europei, ma anche a un’offerta di modelli sempre più ampia. FCA, per esempio, ha appena lanciato la gamma 4xe di Jeep, seguendo l’esempio di altri marchi premium. Non solo: la stessa Ferrari, sebbene con obiettivi diversi, propone tra i bolidi della propria gamma la SF90 Stradale, la prima Rossa “alla spina”. Di fatto, una rivoluzione.

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La storia. Quella delle auto ibride è una tecnologia che sta prendendo piede solo negli ultimi anni; eppure, come nel caso delle elettriche, l’idea è tutt’altro che recente. Già nel 1899, infatti, il mondo dei motori assiste alla nascita della Lohner Semper Vivus (visibile nella foto qui sopra): progettata da un giovane Ferry Porsche ai tempi in cui era stato assoldato dall’austriaca Lohner, la vettura si fa notare per i motori elettrici posizionati sui mozzi anteriori, abbinati a un quadricilindrico Daimler da 16 CV. Se già questo può sembrare fantascienza per l’epoca, va detto che quella del powertrain ibrido non è la sola innovazione apportata, poiché l’auto presenta persino un primordiale sistema di recupero dell’energia in frenata. Per assistere a una vera produzione di serie di un’auto a doppio motore bisognerà attendere il 1997: dieci anni dopo l’Alfa 33 Ibrida, rimasta solo un prototipo, arriva la fortunata Toyota Prius, una full hybrid, mentre le plug-in arriveranno nel nuovo millennio. Nel 2008 la cinese BYD mette in produzione la berlina F3DM, la prima Phev prodotta in serie, ma sarà la Prius Plug-In del 2012 la prima auto di questo tipo a ottenere risultati di vendita davvero significativi.

Il sistema della Toyota. Come scrivevamo in apertura, le plug-in consentono di viaggiare in modalità elettrica senza l’ansia da batteria scarica, poiché abbinano motore, propulsore elettrico e batterie ricaricabili dalla rete. Prima di approfondire i tre elementi, dobbiamo soffermarci sulla soluzione ibrida adottata, analoga per full hybrid e plug-in. Quella brevettata dalla Toyota (nell’immagine qui sotto, il powertrain di una Prius Phev) e ceduta anche ad altre Case adotta due motori-generatori, di cui uno collegato all’unità termica e l’altro alle ruote: il primo dà la carica alla batteria quando il veicolo è spinto dal motore termico, oppure dà l’avviamento a quest’ultimo quando necessario; il secondo, invece, spinge le ruote della vettura e si occupa della ricarica in fase di frenata. Una particolarità di tale sistema è la possibilità di fare a meno di frizione e cambio, grazie a un caratteristico ingranaggio che nel funzionamento risulta simile ai cambi Cvt.

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Le alternative. Il sistema della Toyota non è il solo: un’alternativa oggi disponibile sul mercato è quella basata su un’interposizione del motore elettrico tra l’unità termica e il cambio, in genere un automatico classico o un doppia frizione. I due propulsori possono lavorare contemporaneamente o essere separati per la marcia a zero emissioni grazie a un innesto integrato nel motore a batteria. C’è poi il sistema E-Tech della Renault (visibile nella foto qui sotto), già presentato in versione full hybrid sulla Clio e in versione plug-in su Captur e Mégane: dentro il cofano trova alloggiamento il motore di 1.6 litri, al quale sono collegati un’unità a emissioni zero di origine Nissan. Quest’ultima provvede allo spunto da fermo e alla propulsione alle basse velocità (o fino a 130 km/h sulle Phev), e un’unità secondaria, anch’essa elettrica; quest’ultima, che in fase di rilascio si trasforma in un generatore come l’altra, avvia il powertrain a benzina portandolo a un regime di rotazione idoneo a innestare la seconda (la prima è riservata alla marcia a emissioni zero) senza alcun contraccolpo. E così via, con i successivi rapporti.

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Phev o range extender? Alle tre soluzioni ora richiamate, potrebbe nei prossimi anni aggiungersi una quarta tipologia, che lavora solo “in serie”: in sostanza, la trazione è affidata al solo motore elettrico, mentre il termico aziona il generatore che fornisce l’energia al sistema e, alle velocità superiori, può dare un ausilio alla propulsione. In questo caso, tuttavia, diventa piuttosto labile, se non inesistente, la differenza con le elettriche dotate di sistema range extender (come quello in passato disponibile per la BMW i3): di fatto, se la batteria può essere ricaricata anche dall’esterno, come avviene per le plug-in, qui ci troviamo di fronte a un generatore che estende l’autonomia dell’unità a emissioni zero.

Il motore termico. Come abbiamo detto, il sistema ibrido affianca una o più unità elettriche al motore termico. A tal proposito, le auto con tecnologia ibrida, di tipo full hybrid o plug-in, adottano in molti casi un propulsore a ciclo Atkinson: un’idea del 1882, tornata in auge grazie alla fasatura variabile e, appunto, alle auto con powertrain misto. Se nelle tradizionali unità a ciclo Otto la compressione della miscela aria/carburante presenta una durata pressoché analoga a quella dell’espansione dei gas combusti, nei motori a ciclo Atkinson la prima è più breve della seconda. Il risultato è un aumento dell’efficienza (tradotto: diminuiscono i consumi) a scapito della potenza, compensata dalla presenza del motore elettrico o della sovralimentazione.

La batteria. Se quanto detto finora vale sia per le auto ibride tradizionali, cioè le full hybrid, che per quelle alla spina, cioè le plug-in, è la batteria l’elemento discretivo tra le due tecnologie: le prime adottano infatti accumulatori non ricaricabili da fonti esterne, che consentono al veicolo di muoversi in elettrico al massimo per un paio di chilometri consecutivi, mentre le seconde utilizzano sempre batterie agli ioni litio, con maggiore capacità in termini di kWh. Per esempio, quella dell’Audi A6 Avant 55 TFSI E quattro, da noi provata sul numero di settembre, è da 14,1 kWh. Peraltro, come abbiamo scritto nelle pagine della prova su strada, i maggiori benefici dal punto di vista economico “si ottengono caricando frequentemente la batteria”: solo così si riescono a percorrere fino a un massimo di diverse decine di chilometri (in genere, tra i 30 e i 50 effettivi) in modalità elettrica, abbattendo i costi.

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Alla spina. Per mantenere la carica di batterie così grandi, alle ibride plug-in non basta il recupero dell’energia in fase di rilascio, ma è necessaria una fonte esterna. Proprio come avviene per le full electric, è possibile effettuare quest’operazione anche da casa (nel box, per esempio), collegando il cavo in dotazione, dotato di control box, a una presa domestica a 230 Volt:  in tal caso, la quantità di energia non è elevata (la ricarica è limitata a 10 Ampere, quindi a 2,3 kW), ma, a differenza delle Ev, che hanno accumulatori ben più grandi, bastano poche ore per una carica completa. Se poi si desiderano tempi più rapidi è possibile collegare la vettura a una wallbox: ne esistono di diversi tipi, offerte dalle stesse Case o dai player dell’energia (come il modello JuiceBox di Enel X) e godono di una detrazione fiscale del 50% o, addirittura, del 110%, laddove installate contestualmente ad altri interventi di efficientamento energetico. Per collegarsi a queste infrastrutture domestiche è necessario un connettore a 7 poli, lo stesso utilizzato per quelle pubbliche. Non solo: diversi modelli di ibride “alla spina” supportano la ricarica rapida a corrente continua, che necessitano di appositi connettori (CHAdeMO e CCS Combo 2), da collegare alle infrastrutture di tipo fast.

I prezzi. Essendo più sofisticata, quella delle plug-in è una tecnologia più cara dei sistemi full hybrid. Per avere un termine di paragone, la Hyundai Ioniq presenta una differenza di 7.500 euro tra le versioni Hybrid e le Plug-in Hybrid. Peraltro, al contrario delle elettriche, non sono presenti sul mercato ibride alla spina appartenenti al segmento delle citycar e a quello delle utilitarie, il che non permette di avere sul mercato modelli con prezzi d’attacco (ben) inferiori ai 30 mila euro come avviene oggi con le piccole Skoda Citigo-e iV e Renault Twingo Electric, le Ev più economiche (entrambe partono da poco più di 22 mila euro). Di fatto, la plug-in più accessibile è la nuova Renault Captur E-Tech, proposta a partire da 32.950 euro. Le ibride alla spina, tuttavia, beneficiano dell’ecobonus previsto per quei modelli che emettono da 21 a 60 g/km di CO2: l’incentivo statale è pari a 4.500 euro in caso di rottamazione, ai quali se ne aggiungono altri 2 mila come contributo obbligatorio del dealer. In assenza di un veicolo di almeno 10 anni da rottamare, l’incentivo statale ammonta a 2.500 euro, a fronte di una riduzione obbligatoria di altri 1.000 euro da parte del concessionario. Ricordiamo che il prezzo di listino della vettura non deve superare i 50 mila euro al netto dell’Iva. Nel computo non vanno inserite l’Ipt e la messa su strada, ma vanno considerati gli optional.      

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