Il motore elettrico
Il motore è l’elemento distintivo di una moto e ne determina il carattere e l’immagine: bicilindrica, monocilindrica, a 4 cilindri in linea, a V, a L, elettrica. Nel caso di moto elettrica, la funzione del motore è quella di convertire l’energia elettrica fornita dalla batteria in energia meccanica per far muovere la moto.
I componenti che servono a mettere in rotazione l’albero del motore elettrico sono lo statore ed il rotore; il primo è fisso mentre il secondo è solidale all’albero e ruota con esso. Il rotore è messo in movimento dal campo magnetico generato dal flusso di corrente alternata che passa negli avvolgimenti dello statore. Il moto del rotore è trasmesso al pignone della trasmissione finale in modi diversi: attraverso una cascata di ingranaggi, una cinghia, un cambio. Esistono anche casi in cui il pignone è fissato direttamente su un’estremità del motore.
I motori elettrici possono essere divisi in base a vari criteri; il principale è il modo in cui vengono alimentati:
• Motori DC (Direct Current): alimentati in corrente continua
• Motori AC (Alternating Current): alimentati in corrente alternata
I motori DC sono i primi che sono stati inventati e hanno il pregio di essere molto economici e facilmente controllabili ma si usurano velocemente e hanno una bassa densità di potenza. I motori AC invece, sono costruttivamente più complessi e difficili da controllare, ma riescono a raggiungere efficienze altissime (>97%) ed valori di coppia molto elevati.
In campo automobilistico e motociclistico, il motore AC sincrono a magneti permanenti è la tipologia attualmente più utilizzata per la sua alta efficienza e affidabilità: il suo acronimo è PMAC (Permanent Magnet AC Motor).
Un altro tipo di motore elettrico è quello a riluttanza (SynRM) che si caratterizza non solo per la sua alta efficienza energetica ma anche per la sua affidabilità e la bassa necessità di manutenzione.
L’elemento che fornisce corrente al motore è la batteria, questa però eroga corrente continua mentre il motore ha bisogno di corrente alternata per generare il campo magnetico nello statore. La funzione di conversione da corrente continua ad alternata è svolta dall’inverter. In questa sede non vogliamo addentrarci nei dettagli del principio di funzionamento di un motore elettrico ma preferiamo passare a descrivere come questo componente caratterizza la moto e lo stile di guida. Per chi volesse approfondire come funziona e com’è costruito un motore elettrico, lo trova in questa sezione (link).
Un motore endotermico è caratterizzato da una curva di potenza e coppia che crescono al variare dei giri fino ad un massimo per poi diminuire. Dato che ad alte velocità di rotazione la coppia diminuisce molto, per poter accelerare ancora di più, al motore è accoppiato un cambio; l’effetto che si ottiene è rappresentato in questo grafico, dove I, II, III e IV indicano le marce inserite.
Al contrario, un motore elettrico ha una curva di potenza che cresce con il numero di giri per la maggior parte del campo di utilizzo fino a stabilizzarsi ad alti giri. La curva di coppia invece ha il suo massimo già a zero giri e si mantiene costante per buona parte dal campo di utilizzo, per poi diminuire fino ad un minimo in corrispondenza del massimo numero di giri.
Le curve di coppia del motore elettrico e del motore endotermico hanno andamenti opposti con importanti effetti sul comportamento della moto. Riferendoci alla MotoE, in uscita da una curva lenta, quindi a basso numero di giri del motore, la coppia della moto è sorprendente già alla minima rotazione dell’acceleratore. Nei curvoni veloci invece, il motore elettrico lavora nella zona in cui il valore di coppia si è abbassato e si può quasi affondare completamente l’acceleratore, cosa impensabile, ad esempio, con una Moto2 che nella analoga situazione ha il motore al massimo della coppia.
Un altro effetto importante del motore sullo stile di guida di una moto elettrica è la maneggevolezza. Un motore endotermico è caratterizzato da masse notevoli in movimento, il cui effetto giroscopico tende a ridurre la maneggevolezza della moto. Questo può essere ridotto variando la configurazione del motore ma non è eliminabile. In un motore elettrico, l’unica massa in rotazione è quella del rotore ed è oltremodo ridotta. Per questo motivo una moto elettrica risulta molto più maneggevole di una moto con motore endotermico di peso analogo.
I motori elettrici hanno anche una caratteristica unica: la capacità rigenerativa. Durante la frenata, la ruota posteriore riduce la rotazione del motore, invertendo il principio di funzionamento di quest’ultimo. Il motore lavora quindi come un generatore, creando un flusso di corrente verso la batteria che così viene ricaricata.
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