Motore elettrico auto: come è fatto, funzionamento, durata

Fin dal debutto la maggior parte delle auto ha sempre avuto il motore a combustione interna. Molti costruttori, e sempre più clienti, si stanno però orientando verso le auto con motore elettrico.

La maggior parte delle auto elettriche ha un solo motore. Si stanno diffondendo però quelle con due motori elettrici, uno per asse delle ruote, o tre motori: due su un’asse, uno nell’altro. Ciò consente di avere il 4x4 senza il pesante e ingombrante albero di trasmissione presente nelle auto con motore a combustione interna: ciascun motore elettrico dà trazione al rispettivo asse delle ruote. Nelle auto con tre motori, di solito ad alte prestazioni, è più efficace la distribuzione della coppia fra le ruote dell’asse con due motori, con evidenti vantaggi per il piacere di guida.

Diversi produttori stanno poi lavorando a motori di nuova generazione, ancora più compatti ed efficaci: l’americana Infinitum Electric ha costruito un motore elettrico privo degli avvolgimenti esterni in ferro e rame presenti nello statore, sostituiti con un circuito stampato che li integra. Questa soluzione consente, oltre a una riduzione delle dimensioni (pari al 60% complessivamente e al 90% per i componenti interni) e del peso, una diminuzione del rumore, grazie al decremento dell’ondulazione di coppia (disturbo intrinseco al sistema elettronico di potenza che alimenta il motore), permettendo poi un maggiore isolamento dei conduttori di rame (proteggendoli da eventuali guasti).

Vediamo dunque cos’è e come funziona il motore elettrico di un’auto.

Sommario

• Come è fatto il motore elettrico di un’auto
• Come funziona il motore elettrico di un’auto
• Motore elettrico: tra i vantaggi anche la durata nel tempo

Come è fatto il motore elettrico di un’auto

A differenza di un motore a combustione interna, composto da decine di componenti diversi, quello di un’auto elettrica è davvero semplicissimo e costituito da poche parti meccaniche. Dunque, in questo paragrafo verrà spiegato nel dettaglio com’è fatto un motore elettrico.

Il motore elettrico è composto essenzialmente da tre parti: lo statore, che è fisso; il rotore, che invece è mobile; e l’involucro esterno. Insieme al motore, nelle auto elettriche sono parimenti importanti anche la trasmissione (che è quasi sempre monomarcia), le batterie (contengono l’energia per fare funzionare il motore) e l’inverter, per trasformare la corrente continua delle batterie in quella alternata necessaria per azionare il motore.

Lo statore è un componente, come si intuisce dal nome, statico: un cilindro cavo costituito da delle bobine di filo di rame. Il rotore invece è un cilindro pieno che compie il suo movimento quando la corrente elettrica attraversa le bobine dello statore creando un campo magnetico.

Infine, esistono due tipi di propulsore elettrico: quello asincrono e quello denominato brushless (senza spazzole), conosciuto anche come motore sincrono a magneti permanenti. Nel caso del motore a magneti permanenti il rotore ruota in modo sincrono con il campo magnetico generato dallo statore. Per quanto riguarda il motore asincrono, invece, il rotore impiega la corrente per generare il proprio campo magnetico.

Come funziona il motore elettrico di un’auto

Come evidenziato nel paragrafo precedente il motore elettrico è fisicamente composto da pochi elementi, verrà spontaneo, a questo punto, chiedersi come funziona? Il funzionamento del motore elettrico è semplice e intuitivo come sono semplici le sue componenti. Al momento la produzione automobilistica impiega essenzialmente le due tipologie di motori elettrici già citate, tuttavia entrambe funzionano essenzialmente grazie allo stesso principio, con differenze sostanziali da punto di vista prestazionale, ma davvero esigue dal punto di vista della comprensione teorica del loro funzionamento

Lo statore come accennato è costituito da bobine di filo di rame e il rotore gira al suo interno. Quando la corrente elettrica attraversa le bobine dello statore, in esso si crea un campo magnetico che fa girare il rotore, il quale a sua volta genera un altro campo magnetico. Il movimento di rotazione si basa sul principio fisico dell’induzione elettromagnetica; quando il rotore inizia a girare il suo campo magnetico tende ad allinearsi a quello dello statore.

Nel caso del motore brushless (senza spazzole) a magneti permanenti il grande rotore ruota congiuntamente al campo magnetico dello statore. Nei motori asincroni, invece, il rotore utilizza la corrente elettrica per generare il proprio campo magnetico e, di conseguenza, il rotore è in ritardo rispetto al campo magnetico dello statore.

Motore elettrico: tra i vantaggi anche la durata nel tempo

Rispetto a quello a combustione interna, il motore elettrico delle auto presenta indubbi vantaggi: vediamoli di seguito.

- Non inquina

Grazie al funzionamento senza carburanti, i motori elettrici non hanno emissioni inquinanti: è per questo che molte città e Stati hanno deciso di concedergli vantaggi fiscali, nell’ottica di migliorare la qualità dell’aria.

- Peso e dimensioni ridotte

Il motore elettrico pesa poche decine di chilogrammi (contro gli almeno cento chili di quelli a combustione interna) e ha dimensioni ridotte: Volkswagen ha diffuso un’immagine del motore da 204 CV utilizzato per l’auto elettrico ID.3, dove lo si vede all’interno di un borsone sportivo. La compattezza facilita il lavoro di progettisti e designer dell’auto. 

- Ne guadagno stile, sicurezza e guidabilità

Se il motore è piccolo, il cofano della vettura può essere particolarmente corto: ne guadagnano lo stile della carrozzeria e anche gli ingombri esterni, perché l’auto elettrica può essere più corta di una tradizionale. Inoltre, il motore elettrico è più facile da collocare direttamente sugli assi delle ruote (un vantaggio per la guidabilità) e permette di creare nell’auto un maggiore spazio per l’assorbimento e la dissipazione dell’energia: si riduce così il rischio che il motore entri nell’abitacolo dopo un violento urto.

- Erogazione della potenza

Il motore elettrico eroga costantemente la massima potenza e ciò rende le auto molto brillanti nello scatto da fermo, ma anche prestanti in ripresa.

- Silenziosità

Il motore elettrico non è del tutto silenzioso, perché emette un sibilo, ma è assai meno rumoroso di uno a combustione interna: i puristi della guida sicuramente non apprezzeranno, perché la vettura è meno coinvolgente per l’udito, ma l’assenza del rumore è un indubbio vantaggio al fine di migliorare il comfort di bordo.

- Durata nel tempo

Essendo composto da meno parti, il motore elettrico va sottoposto a minore manutenzione e corre il rischio di incappare in meno rotture meccaniche. Di conseguenza, i motori delle auto elettriche risultano di gran lunga più affidabili e durature nel tempo rispetto ai motori a combustione interna. Alcune stime parlano di una durata media di un motore elettrico di circa 650 mila chilometri. Un valore praticamente irraggiungibile dalla totalità dei motori Diesel o benzina.

Domande e risposte

Come è fatto un motore elettrico di un'auto?

Il motore elettrico di un’auto è composto essenzialmente da tre parti: lo statore, che è fisso; il rotore, che invece è mobile; e l’involucro esterno. Lo statore è un cilindro cavo costituito da delle bobine di filo di rame. Il rotore invece è un cilindro pieno inizia a muoversi quando la corrente elettrica attraversa le bobine dello statore creando un campo magnetico.

Quanti tipi di motori elettrici esistono?

Esistono svariati tipi di motori elettrici, per le auto vengono impiegate essenzialmente due tipologie: quello asincrono e quello sincrono a magneti permanenti conosciuto anche come brushless (senza spazzole).

Quanto dura motore elettrico auto?

Un motore elettrico dura in media molto di più rispetto a un motore a combustione interna. Alcune stime parlano di circa 650 mila chilometri. Un valore praticamente irraggiungibile dalla totalità dei motori classici, al netto di continue riparazioni e sostituzioni di vario genere. Ad ogni modo anche se i calcoli fossero sovrastimati si parlerebbe sempre di cifre sconosciute a i motori benzina e Diesel.