Tecnica
Perché le auto elettriche (non) hanno il cambio?

La maggior parte delle auto elettriche non monta un cambio. E non nel senso che non abbiano una leva per scegliere se andare avanti o indietro: non c’è proprio, a livello tecnico, un tradizionale cambio. Il motore è collegato alle ruote tramite un rapporto fisso. Una scelta decisamente vantaggiosa quanto a semplicità costruttiva e manutenzione, ma forse non ideale. Tanto che alcuni costruttori stanno adottando scelte diverse e colossi delle trasmissioni come ZF e GKN hanno iniziato a produrre trasmissioni dedicate alle elettriche! Ma quindi il cambio, sulle elettriche, serve? Oppure no?

Per capire la logica sottesa a queste scelte partiamo dalle basi: un motore termico può mediamente funzionare in un range che va dai 1.000 ai 6.000 giri al minuto, con un’erogazione di coppia tutt’altro che costante all’interno di questa finestra. Così diventa necessario un cambio, che permetta di avere sempre il giusto rapporto di trasmissione (vale la pena ricordare che un rapporto corto, ad esempio 10:1, significa che serviranno 10 giri del motore per avere 1 giro di ruota e questo permetterà anche di moltiplicare per 10 la coppia scaricata a terra. Viceversa, un rapporto più lungo, di 1:1, permetterà di avere un giro ruota ogni giro motore, marciando così a velocità molto più elevate, ma con meno spunto.

Un motore elettrico per uso automobilistico, al contrario, può funzionare da 0 ad addirittura 20.000 giri al minuto. Un range molto più ampio, in cui anche la coppia ha una distribuzione più efficace: massima fin da zero giri, presenta un calo solo alle velocità più alte. Non c’è da sorprendersi, quindi, che un’auto elettrica possa partire da ferma e arrivare a velocità autostradali con la stessa marcia. 

Le cose iniziano a complicarsi, però, quando si vogliono raggiungere velocità massime particolarmente elevate, che richiederebbero un rapporto di trasmissione lungo che, a sua volta, limiterebbe lo spunto da fermi. Così la Porsche, per esempio, ha dotato la Taycan di una trasmissione a due rapporti, per far andare d’accordo uno 0-100 in 2,8 secondi con una velocità massima di 260 km/h; e la stessa cosa l’ha fatta la Lotus con la versione R della sua nuova Eletre.

Ma c’è di più. Come detto, la coppia di un motore elettrico cala alle alte velocità, accompagnata anche da un calo dell’efficienza. Così, avere un cambio che permetta al motore di ridurre i giri ad alte velocità può aiutare non solo le prestazioni, ma anche l’autonomia. Lo sa bene la Tesla, che sui modelli Dual Motor ha adottato una soluzione molto ingegnosa per ottenere il massimo pur non montando un vero cambio: dotare i due propulsori di due rapporti diversi. Quello posteriore più corto, pensato per favorire l’accelerazione, e quello anteriore più lungo, per massimizzare l’efficienza alle alte velocità.