Retrofit elettrico fai da te, convertire auto benzina e diesel in ibrida
Un kit retrofit con motore elettrico assiale che consente, con 3.000 euro, la conversione delle vecchie auto a benzina e diesel in auto ibride con 150 km di autonomia.
I prezzi elevati delle auto elettriche e le loro difficoltà di gestione legate all’autonomia e alle infrastrutture di ricarica insufficienti stanno spingendo molti ricercatori a trovare soluzioni più graduali e pratiche per la mobilità sostenibile come i kit retrofit elettrici. Un’importante alternativa in questo senso è rappresentata dalle auto ibride che, utilizzando la propulsione elettrica in città e il motore a combustione per i percorsi extraurbani, permettono un grande passo avanti nella riduzione dell’inquinamento ma con minori difficoltà nell’uso quotidiano rispetto alle BEV.
Resta ovviamente il problema del costo elevato, che esclude molti dalla possibilità di avere un’auto tecnologicamente aggiornata: lo dimostra l’età media del parco circolante in Italia, che ha superato i 12 anni. Qual è la soluzione? Sicuramente un retrofit elettrico che converte auto a benzina e diesel in auto ibride è un sistema che permette di “ripulire” vetture più inquinanti con costi decisamente abbordabili.
Retrofit elettrico fai da te
La questione è sentita anche in altri Paesi del mondo, tra i quali la lontana Australia, dove il giovane Alexander Burton, studente del Royal Melbourne Institute of Technology, ha progettato un sistema “universale”, dopo aver constatato che attualmente sul mercato esistono solo kit specifici per alcune vetture oppure set di componenti con costi molto elevati e di complessa installazione.
È nato così il kit REVR (Rapid Electric Vehicle Retrofits), che permetterà di ibridizzare facilmente qualsiasi vettura a benzina o a gasolio, ed è stato sperimentato e messo a punto direttamente sulla ormai ventenne Toyota Corolla dell’ingegnere di Melbourne.
Retrofit elettrico per auto benzina e diesel
L’obiettivo del giovane australiano era quello di costruire un kit retrofit che permettesse di percorrere almeno 150 km in elettrico, ma che fosse installabile su qualsiasi tipo di vettura.
Nel progetto del ricercatore australiano non sono state penalizzate le prestazioni: infatti la potenza erogata dal kit REVR è pari, se non maggiore, a quella del motore originale.
La caratteristica fondamentale di questo kit ibrido è l’utilizzo di un compatto propulsore elettrico a flusso assiale, che può essere installato tra il mozzo della ruota e la ruota stessa e viene alimentato da una batteria posta nell’alloggiamento della ruota di scorta. Ovviamente il tutto controllato da apposita elettronica. È possibile installare due motori al retrotreno oppure un’unità per ogni ruota.
Kit retrofit elettrico come è fatto
Il kit REVR è stato pensato per una perfetta conversione di un’auto con motore a combustione interna in un’auto ibrida, quindi include anche tutti gli accorgimenti necessari per il funzionamento del condizionatore, del riscaldamento, del servosterzo e del servofreno. La caratteristica principale è il compatto motore a flusso assiale: il gruppo propulsore viene installato tra il freno a disco e il cerchione. Lo statore è fissato sul mozzo del freno, mentre il rotore viene calettato sul semiasse ed è libero di ruotare. Alla piastra esterna, solidale con il rotore, viene fissato il cerchione.
Il REVR è quindi perfettamente compatibile con gli altri sistemi della vettura, compresi appunto i freni. Inoltre questa tecnologia permette di ridurre notevolmente il peso di tutto l’equipaggiamento e anche il tempo di montaggio, che necessita poche ore di manodopera.
Motore elettrico a flusso assiale
Questo tipo di motore elettrico è stato sviluppato, tra le altre, anche dalla casa inglese Yasa e il grande successo di questa tecnologia è testimoniata dal fatto che è stato utilizzato nel sistema ibrido della Ferrari SF 90 e che la Mercedes è partner tecnologico di Yasa. Anche in Italia c’è un importante costruttore di questo tipo di propulsore elettrico, la Lucchi R. Srl di Rimini.
Nel più noto motore elettrico a flusso radiale, rotore e statore sono elementi di forma cilindrica e il flusso magnetico è perpendicolare all’asse di rotazione. Invece nel motore a flusso assiale la parte fissa e la parte mobile sono a forma di disco (per la precisione toroidali) e il flusso è parallelo all’asse di rotazione.
Vantaggi del retrofit elettrico
Questa differenza sostanziale fa sì che nel motore a flusso radiale la coppia sia una funzione del prodotto tra il quadrato del diametro e la lunghezza dell’asse (D2xL), mentre nel motore a flusso radiale la coppia è funzione del cubo del diametro (D3). Ciò comporta una maggiore compattezza in senso assiale a parità di coppia erogata, con evidenti vantaggi in molte applicazioni: l’installazione può avvenire tra motore e cambio nei veicoli ibridi o direttamente sui mozzi delle ruote.
Il maggiore diametro del rotore genera una forza centrifuga più elevata, limitando il regime massimo raggiungibile dal motore, che si assesta intorno ai 9.000 giri/minuto contro i 20.000 raggiungibili dai motori radiali.
Questa tecnologia permette di ridurre la massa dello statore fino al 80% rispetto a un motore elettrico tradizionale, il che significa aumentarne di circa 2-3 volte la densità di potenza. Inoltre la forma a disco, quindi con rotore di maggiore diametro, permette di generare una coppia superiore rispetto a un classico motore a flusso radiale di dimensioni simili: i motori Yasa sono accreditati di potenze fino a 480 cavalli e 800 Nm di coppia, ovvero circa quattro volte la densità di coppia di un’unità a flusso radiale.
Altra caratteristica importante dei motori a flusso assiale è la presenza di avvolgimenti molto più corti rispetto a un’unità a flusso radiale: questo permette di raffreddarli direttamente con un sistema ad olio, mantenendo più stabili le prestazioni.
Il peso ridotto di questo tipo di motore permette di avere un’auto più efficiente e quindi con percorrenze superiori, o comunque un’auto che a parità di percorrenza necessita di batterie più piccole. Inoltre questo propulsore utilizza una minore quantità di rame, ferro e magneti permanenti, riducendo quindi sia il costo di questi materiali sia il loro impatto ambientale.
Prestazioni
Per dare un’idea delle prestazioni erogabili da un motore a flusso assiale, riportiamo di seguito le caratteristiche di quelli installati sulla Ferrari SF90: i motori anteriori misurano 30 cm di diametro e soli 8 cm di spessore, pesano 25 kg ciascuno ed erogano 85 kW.
Il motore installato tra cambio e il V8 a benzina misura 19 cm di diametro e 8 cm di spessore, pesa 7 kg ed eroga 60 kW di picco.
Prezzo
Il kit del giovane studente australiano ha meritatamente vinto il James Dyson Award, istituito dall’omonimo marchio di elettrodomestici, iniziativa che premia progetti innovativi di giovani ingegneri. Il suo sogno è poter mettere sul mercato il REVR a un prezzo intorno ai 3.000 € e ibridizzare circa un milione di autovetture.
Svantaggi del kit ibrido retrofit
La criticità principale del progetto è l’aumento delle masse non sospese, cioè del peso che grava direttamente sulle ruote non mediato dalle sospensioni, con prevedibili effetti sull’handling della vettura.
Va segnalato inoltre che un simile intervento comporterebbe adempimenti legati all’omologazione del kit stesso e del mezzo ibridizzato, che dovrebbe essere sottoposto a collaudo presso la Motorizzazione, con l’emissione di un nuovo libretto di circolazione.
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