Renault presenta il nuovo motore elettrico. Consuma meno energia rispetto alle soluzioni attuali

Un progetto comune tra Renault e il partner cinese porta un’efficienza dell’98,2%

La collaborazione tra la casa automobilistica francese e il suo partner cinese ha dato vita a un sistema di propulsione ibrida che in laboratorio raggiunge un’efficienza del 98,2%. Il segreto dietro questo risparmio energetico straordinario risiede in un materiale insolito utilizzato per lo statore.

Se questi risultati venissero confermati anche nella produzione in serie, i concorrenti sarebbero costretti ad accelerare lo sviluppo delle proprie tecnologie. Sotto il marchio comune Horse è nato un motore elettrico destinato ai veicoli ibridi, che nei test ha raggiunto appunto il 98,2% di efficienza — un valore superiore alla maggior parte delle unità attualmente in produzione. La chiave è un nuovo tipo di acciaio impiegato nello statore.

Il propulsore è pensato principalmente per i plug-in hybrid e i veicoli a autonomia estesa, dove ogni singolo punto percentuale di risparmio si traduce in un consumo inferiore sia di carburante che di elettricità. Gli ingegneri hanno puntato sull’acciaio amorfo, con struttura atomica disordinata, al posto del classico acciaio cristallino. Secondo il produttore, proprio questo materiale permette di ridurre le perdite interne del motore fino alla metà rispetto alle costruzioni tradizionali.

Il motore Amorfo – il progetto congiunto di Renault e del gruppo cinese Geely

Horse è una società fondata da Renault e dal gruppo cinese Geely, dedicata allo sviluppo di moderni sistemi di propulsione. Il risultato più recente del lavoro degli ingegneri è il motore denominato Amorfo, progettato soprattutto per gli ibridi e i veicoli con autonomia estesa.

Il nome non è casuale. Rimanda direttamente al materiale dello statore: l’acciaio amorfo utilizzato presenta una struttura atomica disordinata. Nei motori convenzionali si impiega acciaio cristallino, in cui gli atomi si dispongono in un reticolo regolare. Le proprietà fisiche dell’acciaio amorfo consentono di limitare le perdite legate all’azione del campo magnetico, soprattutto alle alte frequenze.

Secondo Horse, non si tratta di una semplice operazione di marketing. Il motore Amorfo raggiunge un’efficienza del 98,2%, il che significa perdite interne circa dimezzate rispetto a un propulsore elettrico tipico. La potenza dichiarata è di 190 cavalli con un momento torcente di 360 Nm, valori più che sufficienti per SUV ibridi, vetture compatte e berline di medie dimensioni con trazione elettrica.

Lamiere più sottili di un capello – come funziona la riduzione delle perdite

L’aspetto più sorprendente riguarda lo spessore degli elementi che compongono lo statore. Ogni lamierino misura appena 0,025 millimetri — circa dieci volte meno rispetto ai motori elettrici tipicamente montati sulle automobili. Strati così sottili aiutano a limitare le cosiddette correnti parassite.

Si tratta di un fenomeno in cui nel metallo si inducono flussi di corrente indesiderati che si convertono in calore, generando perdite energetiche. Più ridotto è lo spessore degli elementi, più debole è questo fenomeno e più efficacemente il motore trasforma la corrente in movimento. Horse dichiara una riduzione delle perdite interne di circa il 50% rispetto a una costruzione di riferimento, a parità di potenza e coppia.

In pratica, con lo stesso consumo di elettricità il motore riesce a svolgere più lavoro utile. Meno energia si disperde sotto forma di calore, riducendo così le esigenze del sistema di raffreddamento. Le lamiere sottili in acciaio amorfo rappresentano però una sfida tecnologica in fase produttiva, poiché richiedono lavorazioni più precise e un assemblaggio più delicato rispetto ai materiali standard.

Come si colloca questo risultato rispetto agli altri motori

I propulsori elettrici delle autovetture raggiungono oggi tipicamente un’efficienza compresa tra il 93 e il 97%. Le differenze dipendono dal carico, dalla temperatura, dai giri e dalla specifica architettura costruttiva. Su carta, un aumento di uno o due punti percentuali non impressiona quanto, per esempio, un raddoppio della potenza.

Nell’efficienza energetica, tuttavia, ogni punto percentuale si traduce in risparmi concreti — soprattutto quando si parla di grandi fleet aziendali e di milioni di chilometri percorsi. Per i produttori è anche uno strumento per costruire vantaggi competitivi, in particolare quando prestazioni e autonomia equivalenti possono essere ottenute con una batteria più piccola.

• I moderni motori elettrici per autovetture hanno un’efficienza tra il 93 e il 97%
• Il motore Amorfo dichiara il 98,2% in condizioni di laboratorio
• Ogni punto percentuale di risparmio significa un consumo inferiore dalla batteria o dal motore
• Una maggiore efficienza permette di ridurre la batteria mantenendo la stessa autonomia
• Nella pratica il risparmio si manifesta nell’uso prolungato del veicolo
• Le fleet aziendali avvertiranno maggiormente la differenza nei costi operativi
• Perdite minori significano anche un carico ridotto sul sistema di raffreddamento

Il quadro complessivo è però complicato dalle condizioni di misurazione. Il valore del 98,2% dichiarato proviene da test effettuati dall’azienda in condizioni rigorosamente controllate. Nell’utilizzo quotidiano intervengono fattori difficilmente riproducibili in modo ideale su un banco prova.

Laboratorio versus realtà su strada

Nel funzionamento ordinario di un veicolo agiscono numerosi fattori che influenzano l’efficienza reale del sistema di propulsione. Tra questi figurano le variazioni di temperatura, dal gelo invernale all’asfalto rovente d’estate. Il motore non lavora in un unico punto ottimale, ma opera a carico parziale in un ampio intervallo di condizioni.

A ciò si aggiunge l’invecchiamento dei materiali, inclusi l’isolamento e l’acciaio stesso. La tensione e le prestazioni della batteria di trazione variano nel tempo. I produttori generalmente indicano l’efficienza massima raggiunta in un determinato campo operativo, non la media sull’intero ciclo di guida. Spesso i laboratori indipendenti ottengono risultati inferiori rispetto ai materiali promozionali.

Horse non ha ancora comunicato in quali auto e in quale configurazione verrà applicato questo motore, rendendo difficile valutare il suo comportamento all’interno di un veicolo finito. L’azienda che guida il progetto stima che, considerando l’intero sistema ibrido — batteria, inverter, trasmissione e altri componenti — il risparmio energetico complessivo si attesti attorno all’1%.

Risparmio energetico reale – circa l’1% sull’intero sistema

Una riduzione dell’1% nel consumo energetico di un’auto ibrida può sembrare trascurabile su un singolo veicolo, ma su migliaia di esemplari si traduce in enormi quantità di elettricità o carburante risparmiati. Con percorrenze annue dell’ordine di 20.000-30.000 chilometri, nelle fleet aziendali e con lunghi periodi di utilizzo, questo guadagno diventa significativo sia per i conducenti che per il bilancio delle emissioni di CO₂.

Per i costruttori conta ogni frazione di punto percentuale, perché può facilitare il rispetto di normative sull’efficienza energetica sempre più stringenti. Il motore Amorfo è già presente nel catalogo di Horse, il che significa che i clienti dell’azienda possono ordinarlo in qualsiasi momento per i propri progetti. Il primo acquirente sarà con ogni probabilità lo stesso gruppo Renault insieme ai marchi a esso collegati.

Sono da considerare anche altre aziende appartenenti al gruppo Geely, come ad esempio Volvo. Questo tipo di motore è particolarmente adatto alla nuova generazione di plug-in hybrid, dove la priorità è il basso consumo energetico, non le prestazioni record. Se le dichiarazioni venissero confermate sui veicoli di serie, l’utente beneficerebbe principalmente di un consumo energetico ridotto nella guida quotidiana.

Nel caso degli ibridi, ciò potrebbe significare meno soste dal benzinaio nel corso dell’anno oppure una maggiore autonomia con una singola ricarica della batteria. Un ulteriore vantaggio è la minor quantità di calore irradiata dal motore stesso. Un propulsore più efficiente si scalda meno, quindi il sistema di raffreddamento può lavorare con un carico inferiore — il che consente di semplificare la costruzione complessiva del veicolo o di alleggerire alcuni componenti.

Perché i costruttori si sfidano sull’efficienza dei propulsori

Il mercato dei sistemi di propulsione per automobili si sta evolvendo più rapidamente rispetto a dieci anni fa. Oltre alle batterie e all’elettronica di controllo, sono proprio i motori elettrici a essere diventati il campo di battaglia della concorrenza. I marchi cinesi presentano architetture sempre più avanzate, dai motori a combustione con efficienza record fino ai propulsori elettrici innovativi.

Le aziende europee e giapponesi, che per anni hanno dominato il settore dei sistemi di propulsione, devono rispondere. Presentare un motore con efficienza molto elevata è il modo per mantenere la propria posizione e dimostrare di avere ancora molto da dire sul piano tecnologico. I ricercatori di entrambe le società hanno lavorato al progetto per diversi anni, testando varie varianti di materiali amorfi.

Lo sviluppo dei propulsori influenza l’intera architettura del veicolo. Insieme all’aumento dell’efficienza compaiono spesso modifiche nel software di gestione, nella strategia di recupero dell’energia in frenata o nella scelta della trasmissione. L’effetto finale lo percepisce il conducente come una marcia più fluida del propulsore e una risposta migliore all’acceleratore.

Vale la pena sottolineare che il progresso dei motori si riflette nell’esperienza di guida complessiva. Su un veicolo che percorre 200.000 chilometri nel corso della sua vita utile, differenze dell’ordine dell’1-2% riescono ad accumularsi in modo rilevante. Questo si traduce sia nei costi operativi che nell’impronta carbonica del singolo veicolo. Dal punto di vista dell’utente, vale la pena prestare attenzione non solo alla potenza e alla coppia, ma anche al modo in cui il produttore descrive l’efficienza del propulsore e dell’intero sistema.