Auto elettriche e penumatici, perchè serve qualcosa di speciale

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Le auto elettriche hanno bisogno di pneumatici speciali. Perché? Essenzialmente per la maggiore ripresaaccelerazione, che mette i pneumatici sotto sforzo immediatamente e anche per i pesi diversi in ballo. Ma c’è anche dell’altro. Ecco come uno specialista assoluto come Pirelli affronta il problema.

La progettazione degli pneumatici è un’azione di perfetto equilibrio scientifico. L’obiettivo dei progettisti è quello di creare un prodotto che abbia una tenuta eccellente, che duri per sempre e che sia straordinariamente silenzioso; tuttavia, devono affrontare un compromesso impegnativo poiché le caratteristiche della gomma sono spesso in contrasto tra loro. Uno pneumatico con buona maneggevolezza si usura velocemente, uno pneumatico che dura a lungo è rumoroso, mentre uno pneumatico flessibile e silenzioso potrebbe rendere l’esperienza di guida difficoltosa.

Con l’avvento dell’auto elettrica, il lavoro del progettista si complica ulteriormente e gli ingegneri di Pirelli si dedicano con impegno allo sviluppo di prodotti in grado di soddisfare le esigenze delle diverse case auto. La notevole coppia delle auto elettriche pone delle pesanti richieste agli pneumatici, che devono essere resistenti, avere una tenuta eccezionale, ma non troppo, per non esaurire la carica della batteria, di vitale importanza. Allo stesso tempo, il motore silenzioso aumenta la percezione del rumore degli pneumatici, e riuscire a ridurlo è perciò fondamentale.

Si tratta di raggiungere il giusto equilibrio. Ridurre la resistenza al rotolamento e il rumore, aumentando al tempo stesso la maneggevolezza e la sicurezza”. Spiega Filippo Bettini, Chief Officer of Sustainability e Risk Governance di Pirelli. “È possibile produrre uno pneumatico con una bassa resistenza al rotolamento. Ma la tenuta sul terreno sarà necessariamente inferiore. Con la conseguenza che potrebbe non essere sicuro.”

È un compito complesso che implica un immenso lavoro in fase di progettazione. I ricercatori sperimentano un’impressionante serie di variabili, modificano la composizione delle mescole di gomma, le tecniche di costruzione, la disposizione delle cinture, la struttura laterale, il battistrada, l’ampiezza e la profondità delle scanalature. Tutto con l’obiettivo finale di trovare il mix migliore di caratteristiche per ciascun modello.

Coppia: potenza immediata

In merito alle esigenze specifiche dei veicoli elettrici a riguardo degli pneumatici, quella più importante è la capacità di resistere ad una coppia enorme. Ossia la forza di rotazione che fa muovere le ruote. Ciò è dovuto alle differenze fondamentali tra il modo con cui i tradizionali motori a combustione interna e quelli elettrici generano ed utilizzano la potenza.

I motori a combustione interna generano calore tramite l’unione di aria e carburante all’interno di una camera, bruciano la miscela per produrre un gas ad alta pressione che si espande e fa muovere i pistoni; questo movimento verso l’alto e verso il basso viene poi trasformato in movimento rotatorio per mezzo di un albero motore. Per potersi muovere, il motore fermo deve aspirare aria e carburante, di conseguenza l’avvio immediato non è possibile. Inoltre, la miscela di aria e carburante richiede tempo, e ciò limita l’accelerazione.

Diversamente, il motore elettrico, essenzialmente un modernissimo magnete, non fa altro che prelevare l’energia elettrica immagazzinata e trasformarla in coppia. Premendo semplicemente un pulsante. Nessun complesso procedimento chimico, nessun ritardo. Il risultato è quell’improvvisa e sorprendente accelerazione, e straordinariamente silenziosa, che richiede pneumatici resistenti e con un’ottima tenuta, in grado di trasferire la potenza al terreno e mantenere l’automobile sotto controllo.

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Viaggiando comodamente 

Vi è poi l’esigenza di massimizzare la distanza percorsa tra una carica e l’altra. Più chilometri si percorrono con un volt, meglio è, soprattutto in caso di lunghi viaggi che impongono la necessità di ricaricare la batteria. Si arriva perciò alla resistenza al rotolamento degli pneumatici, che si riferisce alla tendenza dello pneumatico a deformarsi. Maggiore è il cambiamento della forma dello pneumatico, maggiore sarà l’energia impiegata per tenere la vettura in movimento.

La soluzione più ovvia è quella di creare uno pneumatico molto rigido con resistenza al rotolamento molto bassa. Vi è però un compromesso da tenere a mente. Ossia il fatto che l’auto può percorrere un tragitto più lungo tra una carica e l’altra, ma il viaggio sarà molto meno comodo.  Ad esempio, uno pneumatico in metallo non ha quasi nessuna resistenza al rotolamento. Ma sarebbe in grado di trasformare anche l’auto elettrica più lussuosa del mondo in un mezzo di trasporto scomodissimo e sferragliante.

Per questo motivo l’obiettivo è quello di raggiungere un equilibrio che sia idoneo sia alla vettura che al suo utilizzo. Il conducente di un’auto elettrica compatta che guida molto in città sarà probabilmente felice di compromettere maneggevolezza e tenuta per ottenere una maggiore versatilità ed efficienza. Il proprietario di una Tesla potrebbe invece preferire una enfasi maggiore sulla migliore maneggevolezza. E la possibilità di schiacciare l’acceleratore in sicurezza per una vera e propria scarica di adrenalina.

Forte e silenzioso 

Siccome le auto elettriche sono silenziose, e amplificano il rumore degli pneumatici, l’acustica è un fattore vitale nella progettazione degli stessi. Soprattutto in termini di battistrada, dimensione del blocco e larghezza e profondità della scanalatura. Ancora una volta è il tipo di automobile che influenza lo spirito del produttore. Se si sta producendo uno pneumatico per una piccola auto elettrica per uso urbano, che viaggia lentamente e genera poco rumore, l’acustica non sarà un problema. Se si sta invece producendo uno pneumatico per un modello pesante e ad elevata potenza, la riduzione del rumore è una delle priorità.

Occorre poi pensare al peso. Le auto elettriche hanno batterie pesanti ed un’insolita distribuzione del peso verticale. Ciò genera tensione durante l’accelerazione e la sterzata. Con la conseguenza che la struttura dello pneumatico deve essere estremamente resiliente. Per garantire un utilizzo prolungato e una durata idonea, questi pneumatici non possono essere economici. E’ necessario infatti rinforzare l’intera carcassa, con l’utilizzo di misure, numero e posizione delle cinture interne in acciaio nuovi.

Produrre lo pneumatico perfetto per la nuova flotta di auto elettriche è realmente complesso, ed affascinante. E la sfida richiede una scienza rigorosa, un pensiero innovativo, oltre che svariate migliaia di chilometri sulla pista di prova. La gara è già iniziata e la ricompensa per il vincitore sarà immensa.

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Ultima modifica: 11 gennaio 2018