Perché le auto elettriche non sono dotate di cambio manuale come quelle con motore tradizionale a combustione? I motori a emissioni zero sono completamente diversi da quelli termici e lo è anche la loro trasmissione: scopriamo quali sono le differenze.
La novità sul cambio marce
Molti automobilisti esprimono la loro contrarietà a guidare le auto elettriche soprattutto per un motivo: il motore elettrico non ha il cambio, basta schiacciare l’acceleratore per far andare l’auto più veloce. Il mito di questo apparente funzionamento automatizzato però va sfatato: in realtà, infatti, anche le auto elettriche hanno un cambio, solo che si tratta di cambio monomarcia.
E, se si vuol essere più precisi, c’è anche una eccezione famosa a questa regola rappresentata dalla Porsche Taycan, che di marce ne ha almeno due. Chissà se verrà mai un giorno in cui anche le auto elettriche avranno un cambio automatico a 6 o 7 marce. Intanto esaminiamo la questione per gradi.
Le auto elettriche hanno un motore diverso: quali sono le caratteristiche
Come è noto, sui motori tradizionali a combustione interna, la potenza e la coppia espresse dal propulsore non sono costanti: queste variabili salgono insieme ai giri del motore fino a un picco, per poi stabilizzarsi e, infine, scendere leggermente. Questo appena descritto è il motivo per il quale sono stati inventati i motori turbo: per avere più coppia sin dai bassi giri.
Ovviamente però, quando l’auto è ferma e deve mettersi in movimento deve ricevere la massima spinta, per muovere e spostare tutto il peso del veicolo. Ecco allora che entra in gioco il cambio, che moltiplica o demoltiplica i giri del motore in base alla velocità che si vuol far acquisire all’auto. Un classico cambio manuale a 5 marce, ad esempio, demoltiplica i giri del motore quando è in prima, seconda e terza marcia e li moltiplica in quarta e quinta. In un motore elettrico tutto questo procedimento di cambio marce non serve, perché la coppia viene espressa praticamente subito e non v’è alcun vuoto ai bassi giri da colmare tramite un cambio.
Perché le auto elettriche non hanno il cambio, ma una sola marcia
Di seguito si cercherà di spiegare questa particolarità che hanno solo le macchine con motore elettrico 100%. Si può prendere per esempio il cambio di una delle auto elettriche più recenti, la Volkswagen ID.3 che è già arrivata sul mercato da qualche mese e sta riscuotendo un buon successo nelle vendite. La ID.3 ha un cambio monomarcia.
Nella sua versione top di gamma, ovvero la Pro S, la Volkswagen ID.3 ha un motore da 150 kW di potenza (circa 204 cavalli) e 310 Nm di coppia massima. Quest’ultima è disponibile subito e risulta superiore di pochissimo a quella del turbodiesel quattro cilindri 2.0 TDI prodotta dallo stesso costruttore Volkswagen. In queste ultime auto la potenza di coppia è espressa tra i 1.500 e i 2.500 giri di motore. Al riguardo, per un approfondimento maggiore, si ricorda che la coppia motrice è il momento meccanico del sistema di forze esercitate da un motore su una trasmissione. Essa varia al cambiare del regime di rotazione del motore con un andamento dipendente dalla tipologia del motore e della sua alimentazione ed ha un valore massimo in corrispondenza di un determinato regime.
Si precisa inoltre, che per raggiungere la potenza massima di 150 kW, il motore elettrico della ID.3 deve ruotare ad alta velocità: a tal riguardo, basti pensare che alla velocità massima di 160 chilometri orari il motore si muove a 16.000 giri. Il cambio, per questo, utilizza un rapporto di trasmissione di 10:1.
Ovviamente, in questo modo, si raggiungeranno ben due specifiche finalità contemporaneamente: ai bassi giri ci sarà già la coppia, agli alti invece si raggiungerà una velocità più che sufficiente. Un cambio più lungo, comunque, sempre monomarcia, permetterebbe una velocità massima superiore ma a scapito della marcia a bassa velocità e quest’ultima, come è noto, garantisce consumi bassi nella gran parte delle modalità di guida e dei tragitti effettuati.
Il cambio Porsche a due marce, la prima con rapporto 15:1 e la seconda con rapporto 8:1
Da quanto sopra visto, quindi è evidente che le auto elettriche hanno il cambio ad un’unica marcia perché non hanno bisogno di aumentare di giri attraverso il meccanismo del cambio manuale, meccanismo che hanno, per esempio, i motori a combustione interna. Questo perché, come detto, la coppia di trasmissione è immediata e semplicemente premendo col piede il pedale dell’acceleratore, l’auto aumenta velocità senza creare vuoti di giri.
A questo punto, però, la domanda nasce spontanea: perché mai il gruppo Volkswagen ha scelto di dotare la gamma ID di un cambio monomarcia mentre per la Porsche Taycan ha preferito un cambio a due marce? Ci si chiede a tal riguardo: quale cambio è migliore? In realtà la risposta non c’è: sulla gamma ID il cambio a due marce non avrebbe senso, mentre una Taycan con una sola marcia non riuscirebbe a esprimere tutta la sua potenza.
Sulla Porsche elettrica sportiva, infatti, i cavalli salgono a oltre 700 e la coppia arriva a 1.050 Nm. Su una vettura del genere il cambio monomarcia avrebbe potuto trasformarsi nella classica “coperta troppo corta”: per rendere trasferibile a terra tutta quella coppia (che, lo ricordiamo, è disponibile quasi subito) si sarebbe dovuto limitare troppo la velocità massima.
Questo in un’auto sportiva non è possibile. Ecco, allora, il perché della seconda marcia, che entra automaticamente superati i 100 chilometri orari e permette un maggiore allungo e la velocità massima di 260 orari. Sulla Porsche Taycan, per la precisione, la prima marcia ha un rapporto di 15:1 e la seconda marcia di 8:1.
La mobilità sostenibile rappresenta il futuro del mondo automobilistico e sicuramente nei prossimi anni, il classico motore inquinante a combustione interna verrà sostituito totalmente ed interamente dalle auto a motore elettrico e da quelle ibride. In questo modo si diffonderanno meno elementi inquinanti nell’atmosfera e tutto questo porterà innegabili benefici sia sulla salute che sulla natura, nel rispetto delle normative europee ed internazionali.
Ultima modifica: 15 Dicembre 2021
