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Articoli - Archivio

05/03/2012
ATTENTI ALLA SCOSSA!

SPECIALE: PNEUMATICI PER VETTURE ELETTRICHE
Con la progressiva risoluzione dei limiti degli accumulatori – peso e autonomia – si avvicina sempre più il sogno di un’auto del tutto elettrica. E anche le coperture sono chiamate a dare il loro contributo, con un sempre minor assorbimento di potenza nel rotolamento

Pietro Paolo Marziali

DA QUANDO l’uomo ha iniziato a realizzare che le sorgenti di biocarburi non erano infinite, è iniziata la corsa a trovare e sfruttare energie alternative, che rischiarassero i cupi orizzonti collegati all’impiego dei derivati del petrolio. Tutte le possibili alternative sono state esplorate: trazioni ibride, gas metano, biomasse ecc. E infine l’elettricità. Automobili mosse da motori elettrici sono state per lungo tempo in fondo alla lista delle candidate a una realizzazione industriale. Il motivo è duplice: il forte peso e la limitata autonomia delle batterie. Ma anche qui il lavoro dei ricercatori è stato continuo e intenso, alla ricerca di qualcosa che sostituisse il classico accoppiamento zinco-piombo. Oggi non si è ancora risolto definitivamente il problema, ma i nuovi accumulatori a ioni di litio permettono un notevole passo avanti rispetto le soluzioni di solo una diecina d’anni fa. 

E allora non c’è casa automobilistica che non continui ad accendere i riflettori dei vari saloni sulle proprie realizzazioni in questo campo. Lo scopo è quello di illustrare il possesso di una tecnologia che permetta la realizzazione di un’auto che rinunci a un derivato del petrolio. Il primo passo è stato la realizzazione dei veicoli ibridi. Che consistono, in sostanza, di un classico motore endotermico al quale è accoppiato, in parallelo, un motore elettrico mosso da batterie imbarcate. Questa seconda unità entra in funzione quando è necessario un supplemento di potenza oppure quando il mezzo deve muoversi in zone dove sono proibiti i motori a scoppio. Acquisito ormai il know-how dei veicoli ibridi, il passo seguente è la realizzazione di veicoli totalmente elettrici. In questo caso il compito è decisamente più arduo, perché un’accettabile autonomia si ottiene portando a bordo dei pacchi batterie (parliamo di quelle classiche al piombo) estremamente pesanti e tali da compromettere le prestazioni del mezzo. Le aziende che si occupano della realizzazione degli accumulatori sono duramente impegnate su queste problematiche e sono arrivate a offrire batterie a ioni di litio, molto più leggere e affidabili delle altre. Con le quali è possibile realizzare dei prototipi in grado di soddisfare quasi completamente le aspettative degli automobilisti. Nella maggior parte dei casi si tratta di “concept car” esposte ai vari saloni come biglietti da visita dei costruttori. Solo in qualche caso (meno delle dita di una mano) queste vetture hanno preso la strada degli show-room dei concessionari, iniziando una vera vita commerciale. Negli Stati Uniti la Honda ha messo in cantiere un lotto di un migliaio di Fit Ev da dare in leasing ad altrettanti utenti dallo spirito ecologico. Il modello, di taglia piccola, riesce a percorrere 123 miglia con una carica di batterie agli ioni di litio, mentre percorrenze più lunghe sono permesse da un motore ausiliario a benzina da 92 kWh. In Europa è la Renault ad aver realizzato la Fluence Z.E., dalle dimensioni da auto media, ricaricabile a una normale presa di corrente. Anche se le percorrenze concesse dai nuovi accumulatori cominciano a essere ragionevoli, i progettisti si dedicano a tutto ciò che permette di risparmiare energia durante la marcia, aumentando così l’autonomia del mezzo. E una delle componenti maggiormente coinvolte nella ricerca di economia sono proprio le gomme che, come al solito, hanno bisogno di caratteristiche in conflitto fra di loro. La prima essenziale qualità è la minima resistenza al rotolamento. La scorrevolezza si ottiene con aree di contatto minime, altrettanto piccole deformazioni durante il rotolamento e minimo riscaldamento, tutte caratteristiche che assorbono energia. D’altra parte i diametri totali sono piuttosto elevati, in modo da rendere meno frequente l’impatto di ciascun segmento di gomma col terreno. Segmento di gomma, poi, che dovrà evitare lamellature troppo estese che si scaldino nelle deformazioni. Sempre con questo spirito, le coperture da auto elettriche devono essere “ben” gonfiate. Il compito dei tecnici è dunque quello di conciliare tutte queste richieste in modo da soddisfare le esigenze dei costruttori delle auto elettriche già al primo stadio. 

Molte le case che hanno deciso di investire le loro risorse in programmi di ricerca e che hanno mostrato i risultati al pubblico. Tra le gomme disponibili già allo stato commerciale ci sono le Efficient Grip Goodyear, che nascono come pneumatici estivi ma con alcuni adattamenti sono diventate un prototipo per auto elettriche. Secondo Goodyear i risultati, in termine di vantaggi, sono consumi ridotti, rumorosità molto bassa, buone prestazioni nella frenata sul bagnato, abbinate alla tecnologia RunOnFlat. Le caratteristiche che rendono la copertura particolarmente adatta alle vetture elettriche sono una forma stretta, abbinata a cerchi di grande diametro, il che contribuisce, assieme a una particolare costruzione interna, a una resistenza al rotolamento assai ridotta. I progettisti hanno tenuto conto anche dell’elevata coppia che un motore elettrico sviluppa pure a basso numero di giri; ciò ha richiesto un particolare disegno battistrada assieme a una nuova mescola per eliminare possibili consumi irregolari. Tutti questi elementi hanno convinto Renault, che ha deciso di equipaggiare con l’Efficient Grip (la misura scelta è la 205/55 R16) la loro Fluence Z.E.

Bridgestone ha presentato al Salone di Ginevra del 2010 un modello denominato Ecopia EP150. L’Ecopia standard, migliorato in alcune caratteristiche tipicamente importanti per le auto elettriche, ha aggiunto al suo nome il suffisso EP150. Quest’ultimo presenta una minor resistenza al rotolamento, più efficienza nei consumi e nella riduzione delle emissioni di CO2. I tecnici nipponici sono giunti a questi risultati coniugando lo sviluppo della tecnologia Nano Pro-Tech-Tm con un profilo battistrada ottimizzato. Il disegno presenta ora una nuova forma dei tasselli, collegati a sottili nervature atte a migliorare la pressione di contatto e il grip sulle strade bagnate. Grazie a queste modifiche, la resistenza al rotolamento è migliorata del 15%, e ne ha beneficiato anche la frenata sul bagnato. Questa versione dell’Ecopia è stata presa come copertura di riferimento durante le fasi finali dello sviluppo della Nissan Leaf, anche questo un modello 100% elettrico, ma di dimensioni minori. 

Continental dedica all’elettrico il Conti.eContact che la casa di Hannover ha fabbricato per equipaggiare la Twizy. Essa è qualcosa fra un’auto e uno scooter a quattro ruote carenate, che si muove con un motore da 15 kW e può raggiungere gli 80 km/h. Dietro i passaruota, la Twizy monta delle 125/80 R13 davanti, accoppiate a delle 145/80 R13 dietro. Ma questo è tutto quanto fisicamente esiste del programma BluEco, la futura famiglia di coperture tedesche specificamente dedicate alle vetture elettriche e il cui logo già appare sul fianco dei Conti.eContact della Twizy. Tutto il resto del programma è ancora avvolto dai vincoli del segreto industriale. Le informazioni che sono uscite dal centro sviluppo della Continental sono poche, stringate e sostanzialmente simili ai punti salienti dei programmi concorrenti. Il centro focale dello sviluppo di queste coperture è la resistenza di rotolamento (come sempre, per limitare l’assorbimento d’energia) e la rumorosità, piuttosto che sulle prestazioni ad alta velocità. Questo, comunque, senza compromettere la sicurezza. Anche la Conti è favorevole allo sviluppo di prodotti di diametri elevati – tipo 20” – anche se per la Twizy sono stati costretti a seguire gli obblighi originati da Renault.

Michelin ha presentato il suo primo Michelin Tire for Electric Car (abbreviato poi in Ev) al Salone dell’Auto di Ginevra del 2009. Il prodotto rappresenta un pneumatico per vetture elettriche, pur mantenendo un buon grip e chilometraggio. Più leggero e con una minor resistenza al rotolamento; Michelin afferma che l’Ev è caratterizzato da una riduzione del 15% e da un’alta silenziosità, cosa importante in una copertura che viene utilizzata prevalentemente in città. Il diametro elevato in cui l’Ev è presentato favorisce l’economia di corrente perché una determinata distanza è coperta da meno giri. Si conferma così la necessità che la progettazione delle vetture elettriche prosegua parallelamente a quella dei pneumatici, in modo che le nuove dimensioni delle coperture trovino adeguato spazio all’interno dei passaruote. Michelin ha sviluppato il suo Ev con diametri piuttosto grandi (il favorito è il 21 pollici) e un battistrada stretto. Il basso profilo adoperato, integrato con l’elevato diametro, diminuisce la resistenza al rotolamento e rende minimo il consumo d’energia.

Torniamo per un istante in oriente per segnalare un nuovo prodotto della giapponese Yokohama. Il Blue Earth, questo il nome del prodotto, è una copertura all’avanguardia tecnologica in fatto di pneumatici “green”. Non si tratta di una copertura specificamente mirata alle vetture elettriche, ma qualcosa che è facilmente adattabile alle loro necessità. I tecnici sono stati in grado di combinare in modo equilibrato le prestazioni su asciutto e bagnato, comfort e rispetto ambientale, prima di tutto la resistenza al rotolamento e il conseguente risparmio d’energia. Il Blue Earth deve le sue prestazioni a componenti fondamentali quali la cosiddetta Nano Blend Compound, capace di unire prestazioni una volta ritenute incompatibili come risparmio energetico, durata e grip. Un altro dispositivo tecnologico che distingue il Blue Earth è l’ Advanced Inner Liner, una pellicola interna molto sottile e leggera che consente di diminuire del 36% la naturale perdita di pressione e che, fra l’altro, agisce positivamente sull’emissione di CO2. Il Blue Earth è composto dall’80% di materiali rinnovabili come l’olio estratto dalla buccia di agrumi e gomma naturale, elementi che, assieme a una resistenza aerodinamica abbassata del 36%, gli consentono di essere notevolmente “risparmioso”. Come detto, il prodotto non è un’esclusiva per vetture elettriche, ma è idoneo anche per vetture piccole e medie ibride; è quindi destinato a una normale vita commerciale. Le prime dimensioni disponibili, anche sul nostro mercato, sono le 185/65 R15, la 195/65 R15 e la 215/45 R17.

Pirelli ha presentato il Cinturato P1, facente parte di una gamma declinata in quattro varianti (P1, P2, P6 e P7) che ha come meta ideale la riduzione dell’impatto ambientale, sia in fase produttiva che durante l’arco della vita del prodotto. Fra queste varianti, quella che più interessa questa panoramica è il Cinturato P1, una versione speciale del modello base, in questo caso specificamente destinata alle auto elettriche. Il P1 ha un disegno che ci riporta alla prima metà del secolo scorso, come quelli della storica Isotta Fraschini, ma caratterizzato da un forte contenuto ecologico e tecnologico. Il Cinturato P1 Special Edition è frutto della partnership tecnologica della Pirelli con Audi per la realizzazione della versione elettrica della A8. L’inizio del progetto comune è piuttosto recente, perché parte nel gennaio dello scorso anno. Lavorando in stretta collaborazione, l’ Audi Special Project Development e il Pirelli Research and Development a Milano hanno studiato ogni dettaglio, in modo da sviluppare un pneumatico stretto e leggero con la capacità di fornire buona stabilità, e di soddisfare pienamente le richieste di una vettura elettrica di grande stazza come la R8-E-Tron, anche se allo stadio di prototipo. La Pirelli ha ideato il Cinturato P1 adattando per la speciale applicazione non solo la mescola, ma anche il disegno battistrada, al fine di rendere il veicolo quanto più silenzioso possibile, pur mantenendo il grip sia in curva che nella frenata sul bagnato. Il Cinturato P1 “Special edition” sfrutta nuovi materiali per la mescola e innovative strutture per la carcassa, per raggiungere i traguardi che abbiamo sopra accennato. E così il Cinturato P1 fa risparmiare carburante, dura di più, riduce le emissioni di CO2 e il livello di rumorosità, ma sempre nel segno della sicurezza, del piacere di guida e della resa chilometrica. E proprio per soddisfare questi obiettivi è stato prodotto in due dimensioni sperimentali: la 125/60 R21 e la 145/50 R21, in modo da proporsi come equipaggiamento non solo per la R8-E-Tron Audi, ma anche per altre vetture i cui costruttori vorranno avvalersi dell’esperienza maturata dall’azienda italiana in questo progetto. 

Impegnata sulla stessa strada, è Vredestein, nota per la sua collaborazione con Giugiaro per quanto riguarda lo styling del prodotto. La conferma di questo rapporto viene dal Quatrac Lite, il più recente dei prodotti realizzati in partnership fra le due aziende, e che ha fatto la sua apparizione al Salone dell’Auto di Ginevra; era montato sull’ultima “concept car” dell’azienda Giugiaro Design: la Proton Emas 3. Nato come pneumatico per vetture ibride o elettriche, il Quatrac Lite coniuga efficacia energetica, sicurezza e comfort di guida. Grazie alla sua mescola Full Polymer Compound, all’aerodinamica del suo fianco e agli intagli tipo “flexing points”, il Quatrac Lite offre una resistenza al rotolamento particolarmente bassa. Per quanto riguarda il drenaggio dell’acqua, questo è permesso da tre scanalature longitudinali e da numerosi intagli trasversali sulle spalle, affiancati da una forte presenza di lamelle che offrono buona aderenza anche su terreni sconnessi. Il disegno battistrada, come lo abbiamo descritto, riduce la rumorosità, caratteristica che da quest’anno verrà normalizzata da un regolamento UE così come la resistenza al rotolamento e la aderenza sul bagnato. I Quatrac Lite annunciano un buon rendimento energetico con una bassa resistenza al rotolamento che consente di dare a queste coperture una vera dimensione ecologica simboleggiata, oltre che dal simbolo obbligatorio per legge, anche dalla presenza di fili d’erba disegnati in alto sul fianco, ulteriore dimostrazione della presenza, dietro le spalle dei progettisti, della creativa matita di Giugiaro.

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