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Motore rotativo Wankel range extender per ricarica auto elettriche

Il motore rotativo Wankel può diventare la chiave di volta per la diffusione della mobilità elettrica dato che può essere utilizzato come range estender per aumentante l’autonomia dei veicoli EV. Mazda lo sta sviluppando sul SUV elettrico MX-30 ma anche Audi gli sta girando intorno..

Per la diffusione delle auto elettriche le case auto stanno pensando a diversi sistemi per aumentare l’autonomia. Tra questi ci sono diversi progetti su sistemi realizzati e già funzionanti che impiegano anche un motore rotativo Wankel ideato da Mazda per produrre energia con la funzione di range extender per auto ibride plug-in PHEV ed elettriche pure EV.

Vantaggi motore Wankel

Uno dei principali pregi e vantaggi del motore a pistone rotativo Wankel è la maggiore densità di potenza sul volume rispetto al classico motore a pistoni, ovvero ha un rapporto più favorevole tra la potenza erogata e il volume occupato nel cofano. Solo le turbine hanno caratteristiche paragonabili, ma pongono problemi di installazione molto maggiori.

Motore rotativo Wankel

Range extender con motore rotativo Wankel per ricaricare batterie auto elettriche

Le caratteristiche del motore rotativo Wankel lo rendono il candidato ideale per la funzione di range extender nelle auto plug-hybrid ed in quelle a trazione elettrica: in questa particolare applicazione il motore a combustione interna non fornisce trazione direttamente alle ruote, ma ha il compito di fornire energia meccanica al generatore di bordo che ricarica le batterie, alimentato con benzina contenuta in un serbatoio di capacità ridotta (circa 9 litri nelle applicazioni fin ora presentate).

Motore rotativo Wankel usato come range extender
Motore rotativo Wankel usato come range extender

Come aumentare l’autonomia dell’auto elettrica

Il motore rotativo wankel che funziona da range extender risponde all’annoso dilemma di come aumentare l’autonomia di un auto elettrica o ibrida plug-in. In questo modo l’automobilista può aumentare la sua autonomia semplicemente rifornendo il veicolo di benzina, senza la preoccupazione di trovare una colonnina di ricarica veloce e l’attesa che il livello di carica della batteria consenta di ripartire.

Ricarica da colonnina Mazda MX-30 elettrica
Con il range extender è possibile aumentare l’autonomia di un’auto elettrica (nella foto la Mazda MX-30) senza l’assillo di cercare una colonnina di ricarica nei paraggi

Si tratta di importante cambio di prospettiva tecnica per l’auto ibrida: infatti nelle vetture attualmente disponibili sul mercato la trazione è affidata soprattutto al motore termico, con l’elettrico che lo assiste e recupera energia in frenata, e la trazione puramente elettrica è limitata a poche decine di chilometri.

Motore Wankel sulla Mazda MX-30 auto elettrica

Recentemente Mazda, l’unica casa automobilistica che non ha mai abbandonato lo sviluppo del motore Wankel fino ai nostri giorni, ha annunciato la versione range extender del SUV elettrico MX-30 dotata di un generatore mosso da un motore a pistone rotativo, cioè dal wankel

Vano motore prototipo Mazda 2 EV Range Extender
Vano motore prototipo Mazda 2 EV Range Extender

Sviluppo motore Wankel

Il motore Wankel fu presentato da Felix Wankel nel 1957 con la collaborazione del dott. Froede, capo dei tecnici della N.S.U: la prima vettura azionata da un motore Wankel fu, nel 1963, la NSU Spider; nonostante il monorotore da soli 498 cm³ sviluppava una potenza di 50 CV e spingeva l’auto a oltre 150 km/h.

Mazda ha continuato negli anni a sviluppare il motore Wankel: l’evoluzione più significativa, che ha trovato applicazione nella serie chiamata “Renesis” (montata sulla RX 8), è stata l’adozione delle luci di aspirazione e scarico laterali che, unite a un complesso sistema di aspirazione, ha permesso un notevole aumento di efficienza e un conseguente calo dei consumi, da sempre nota dolente di questo motore.

Rotore del motore Wankel ideato da Mazda
Rotore del motore Wankel ideato da Mazda

Mazda elettrica MX-30 con motore rotativo Wankel range extender

A fine 2019 la casa di Hiroshima ha annunciato che la sia prima auto elettrica MX-30 avrà una versione range extender dotata di un generatore mosso da un motore Wankel. La sperimentazione di questa soluzione tecnica è iniziata nel 2013, quando fu presentato il prototipo Mazda 2 EV Range Extender, che era mosso da un motore elettrico da 73 kW (100 CV), alimentato da batterie agli ioni di litio da 20 kWh in grado di assicurare alla vettura un’autonomia di 200 km.

prototipo Mazda 2 EV Range Extender
Prototipo Mazda 2 EV Range Extender

A bordo era installato anche un piccolo Wankel da 330 cm3 con potenza di 28 kW (38 CV), con funzione di range extender, alimentato da un serbatoio della benzina di 9 litri. Il gruppo generatore pesava circa 100 kg. L’autonomia estesa garantita dalla carica completa delle batterie e dal range extender era di 400 chilometri, abbinata a un’emissione di CO2 di soli 15 g/km.

Motore rotativo Wankel AVL range extender

Anche Audi, attraverso l’austriaca AVL, ha sviluppato un motore rotativo Wankel da utilizzare come range extender.

Motore rotativo Wankel dell'austriaca AVL che funge da range extender
Motore rotativo Wankel dell’austriaca AVL che funge da range extender

L’austriaca AVL, sviluppatrice e fornitrice di sistemi ad altissima tecnologia per il settore automotive, infatti ha presentato nel 2009 un sistema simile che ora, con la urgentissima necessità delle Case di introdurre modelli a basse emissioni di CO2, sta destando vivo interesse specialmente nei produttori teutonici.

Audi A1 E-tron, prototipo elettrico con range extender

Per quanto riguarda AVL, il primo prototipo elettrico dotato di questa tecnologia fu l’Audi A1 e-tron, presentata nel 2010.  La piccola della Casa di Ingolstadt era dotata di un pacco batterie agli ioni di litio con una capacità di 12 kWh, che garantivano una percorrenza a zero emissioni di circa 50 chilometri.

Audi A1 e-tron, prototipo elettrico con range extender al posteriore
Audi A1 e-tron, prototipo elettrico con range extender al posteriore

Quando si superava questa distanza e le batterie iniziavano a scaricarsi, si attivava un piccolo motore Wankel da 254 cm³, che erogava circa 15 kW (20 CV) al regime fisso di 5.000 g/m. Il piccolo propulsore termico alimentava il generatore che ricaricava le batterie.

Funzionamento range extender sul prototipo elettrico Audi A1 e-tron
Funzionamento range extender sul prototipo elettrico Audi A1 e-tron

Il motore elettrico di trazione era del tipo sincrono a magneti permanenti, con una potenza di 45 kW (61 CV) e una coppia pari a 150 Nm. I valori di picco erano 75 kW (102 CV) di potenza e 240 Nm di coppia.

Sul magazine ELABORARE in edicola a Giugno uno speciale Wankel con il racconto della MAZDA 787B vincitrice a Le Mans, il restauro di una RX-7 ed una bella ripassata approfondita sulla tecnica di questo particolare motore.

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Il vano motore della Mazda 787B che ha vinto la 24 di Le Mans

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Manuel Cerfeda

Da sempre appassionato di automobilismo e di scrittura. È ingegnere e lavora nel campo delle energie rinnovabili. Ama leggere libri di tecnica motoristica e automobilistica, in particolare sulla storia della Formula 1 e delle auto da competizione in genere. Molto attratto dalle auto storiche, in particolare le youngtimer: il suo sogno è una Porsche 911 Carrera 4 Targa, serie 964 del 1989. Possibilmente rossa. E' autore umoristico e satirico: scrive sulla rivista “L’odio digitale” e ha pubblicato i libri “Autopsie ipocaloriche e altri metodi per perdere peso” e “L'anagramma di derma (non madre, quell'altro)”.
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