Discussione: Veicoli ibridi: bugie & verità - approfondimenti -

Originariamente inviata da gattmes

La parte "elettrica" è quindi sempre in grado di recuperare energia, cosa che accade praticamente in continuazione: basta una piccola variazione di pressione sull'acceleratore, un piccolo dislivello della strada, ecc., ecc.,.. che si passa da spinta a recupero.

Non concordo. Perché vi sia recupero di energia, occorre che l'energia utilizzata per decelerare sia impiegata per produrre energia elettrica. E ciò può accadere solo quando questa energia viene "impiegata" dalla dinamo (o alternatore, non so bene cosa venga utilizzato). Quando la decelerazione dipende da rilascio dell'acceleratore (quindi attriti con con suolo ed aria) o dislivelli (forza di gravità) non ho alcuna energia recuperata.

Saluti.

Federico

E ciò può accadere solo quando questa energia viene "impiegata" dalla dinamo (o alternatore, non so bene cosa venga utilizzato).

Non c'è nessuna dinamo. Ma c'è un motore elettrico, che è una macchina reversibile. In parole povere quando schiacci l'acceleratore il motore elettrico "prende" energia dalle batterie per far muovere il veicolo (in abbinamento al termico, le modalità le ha scritte gattmes qui sopra), quando invece lasci l'acceleratore o freni il motore elettrico genera energia elettrica che può essere recuperata.

Scusate il linguaggio poco tecnico!

Salut!

Originariamente inviata da big_lebowski

Non c'è nessuna dinamo. Ma c'è un motore elettrico, che è una macchina reversibile.

Che quindi quando funziona da generatore è una dinamo (se in continua) o un alternatore (se in alternata).

Originariamente inviata da big_lebowski

quando invece lasci l'acceleratore o freni il motore elettrico genera energia elettrica che può essere recuperata.

Partiamo dal principio della fisica secondo cui l'energia rimane non si crea e non si distrugge (detto in maniera pecoreccia):
in una comune frenata, per far decelerare il veicolo, dissipo energia nei freni (che finisce in calore, consumo di freni, ecc.); in una frenata con macchina ibrida parte di questa energia, invece che dissipata, viene recuperata dal generatore che, per far ciò applica un momento (ho usato il termine giusto?) frenante alla ruota. Praticamente il generatore fa (in tutto o in parte, questo non lo so), ciò che fanno i freni su un'auto tradizionale.
Se invece lasci semplicemente l'acceleratore l'auto decelera perché l'energia che ha viene persa a causa degli attriti del veicolo con l'aria e delle ruote con il suolo.

Saluti.

Federico

Allora vedo che sono arrivati un po di messaggio.. tutti con "azione positiva".. (compreso quello di Fede1975 che vado ora a dipanare)
..vediamo.. forse è il caso di aprire una discussione parallela.. diciamo di approfondimento.. mettendo in questa dei rimandi (tipo le regole del forum)..
vediamo..

..per ora:

Originariamente inviata da Fede1975

Quando la decelerazione dipende da rilascio dell'acceleratore (quindi attriti con con suolo ed aria) o dislivelli (forza di gravità) non ho alcuna energia recuperata.

Si vede che non ha una Prius.. o una Seicento Elettra... ecc....

In un'auto "normale" quando lasci l'acceleratore a veicolo "lanciato".. il motore ICE si comporta come un freno blando lasciandosi trascinare in movimento (e tagliando anche il carburante del "minimo" nei veicoli sprovvisti di carburatore e/o con funzione "cut off" [taglio del combustibile del minimo, in quanto motore trascinato in movimento da fonte esterna]).. ovviamente la decelerazione aggiuntiva operata dal motore "trascinato" è dissipata in attriti meccanici, "pompaggi", ecc.

In un veicolo elettrico.. o ibrido.. in cui non ci sia un diretto contatto tra "ICE e ruote" (NB caso Honda Hybrid->.. "valvole a riposo").. un rilascio dell'acceleratore sarebbe (<- condizionale) equivalente (dal punto di fista "freno motore", trascurando le conseguenze energetiche) a una premuta della frizione o messa in folle del cambio su un veicolo "tradizionale" (con solo ICE).
Chiaramente per simulare il "freno motore" sugli elettrici/ibridi si agisce sul ... chimiamola.. "macchina elettrica" (raccogliendo la precisazione di big_Lebowski.. così è sia motore che generatore).. ed in maniera "blanda", in modo da fargli generale una piccola quantità di energia (che viene quindi recuperata) e conseguentemente una blanda azione frenante (simile appunto al "rilascio" su un veicolo termico)

Originariamente inviata da Fede1975

Se invece lasci semplicemente l'acceleratore l'auto decelera perché l'energia che ha viene persa a causa degli attriti del veicolo con l'aria e delle ruote con il suolo.

Se in questa parte ti riferisci ad un ibrido tipo Prius.. o elettrico -> NO! L'auto rallenta di un fattore maggiore.. e volutamente quasi corrispondente a quella di un'auto tradizionale (con marcia innestata e senza frizione inserita), perchè la "macchina elettrica" viene "impostata" per fare un parziale recupero/freno.

Quindi se con un veicolo ibrido (o elettrico) percorri un'autostrada piana a.. diciamo.. 100km/h e per qualche ragione sei costretto a rallentare lentamente a 90km/h (per esigenze di traffico.. o di segnaletica.. o altro) ..e quindi agisci solo sull'acceleratore, rilasciandolo parzialmente (<- non ho scritto "totalmente") ... inneschi già una fase di .."riempimento" del serbatoio chiamato batteria (devo chiarire energeticamente/economicamente cosa significa?)

Ancor più.. se incontri un lieve dislivello in discesa.. e vuoi sempre mantenere i 100km/h (tu o il "cruise control") automaticamente diminuisce la potenza applicata al motore elettrico (e questo come in un ICE)... e tipicamente sugli ibridi si spegne anche l'ICE (e questo NON accade su un veicolo "normale".. a meno di non lasciare completamente l'acceleratore e entrare in zona "cut off".. ma il freno motore potrebbe risultato troppo esagerato per quella discesa, facendo perdere velocità).

Dipendentemente dall'entità della .."lieve discesa" ..si può arrivare anche ad aver zero potenza sul motore.. (per replicarlo sui "termici" occorre qualcuno o qualcosa che riconosce questo "equilibrio" e mette in folle o preme la frizione, ma contemporaneamente spegne il termico...altrimenti c'è il consumo del minimo. Immaginatevi la .."manovra" a 130km/h NON FATELA SU UN'AUTO NORMALE: PERICOLO POTREBBE INSERIRSI IL BLOCCASTERZO) o addirittura negativa, ovvero rigenerativa (impossibile per il veicolo tradizionale)..

Per rendervi un'idea di quanto sia il recupero che sprecate con un veicolo tradizionale, provate a lanciarlo ad una certa velocità su un percorso (anche autostradale).. e poi a decelerare una volta lasciando l'acceleratore, un'altra premendo la frizione o mettendo in folle. Capirete subito l'entità del freno motore. Adesso ogni volta che, guidando, rilascerete l'acceleratore.. vi tornerà in mente.. e penserete a quanto carburante starete in realtà sprecando in quel momento! (Anche se non state accelerando: lo farete "dopo" per riprendere velocità.. su un'ibrido lo farete in buona parte usando l'energia del ... "freno motore elettrico"!).

ringrazio Fede1975 che da modo di spiegare/dipanare nei dettagli ciò che non viene mai fatto dalle riviste di settore (forse contribuirà all'aumento di questi veicoli ).. e lo esorto a esternare tutti gli ulteriori dubbi e punti oscuri sull'argomento!

Ovviamente ringrazio anche tutti gli altri che hanno risposto portando contributi e che risponderanno.
In particolar modo BrightingEyes per i dati sulla Insight! (Peccato tu non abbia la pazienza [superCertosina!] di marcare tutti i rifornimenti e chilometri... ma ti capisco!!! 2 pelotas gicantesche.. solo in parte ripagate poi dalla preziosità&mole dei dati)

Cercherò un giorno di "organizzare" un video alla guida (in autostrada) di un veicolo ibrido... per far vedere l'esagerazione di microrecuperi che si hanno.. anche in pianura.. e anche a velocità sostenuta (facciamo magari in Germania .. a medie di ..160-170km/h??)

Parte del messaggio originale di henry postato qua: http://www.energeticambiente.it/veic...#post118983646

Originariamente inviata da henry

In merito all'osservazione di Fede1975 io sono persuaso dal dato empirico (perchè sono poco esperto): se mollo l'acceleratore vedo le freccine blu che vanno dalle ruote alla batteria e quindi, se i japa non barano, sto ricaricando, ma allora mi spiegate il senso di questa slide (la motorizzazione ibrida) dove è scritto chiaramente "attrito: non recuperabile". Forse bisogna precisare cosa intendiamo per attrito ?

grazie.
henry

ringrazio Henry.. soprattutto per il collegamento fornito e che consiglio caldamente di visionare (è fatto veramente bene!)
NB si riferisce alla Prius I (sta per essere commercializzata la III in questi giorni.. La maggior parte delle circolanti in questo momento è II)

Originariamente inviata da Fede1975

Partiamo dal principio della fisica secondo cui l'energia rimane non si crea e non si distrugge (detto in maniera pecoreccia):
[...]
Se invece lasci semplicemente l'acceleratore l'auto decelera perché l'energia che ha viene persa a causa degli attriti del veicolo con l'aria e delle ruote con il suolo.

Saluti.

Federico

Ciao Federico!

Non intendevo "violare" le leggi della fisica. Si tratta solo di recuperare dell'energia (una parte) sotto forma di energia elettrica anzichè sprecarla sotto forma di calore.

In molti casi di motori elettrici usati per autotrazione il controller è spesso provvisto di "recupero energia" dal motore, sia in frenata sia in decelerazione senza frenare. E' possibile (viene fatto nella realtà) quindi l'applicazione della stessa "logica" anche ai veicoli ibridi.

Originariamente inviata da gattmes

Se in questa parte ti riferisci ad un ibrido tipo Prius.. o elettrico -> NO! L'auto rallenta di un fattore maggiore.. e volutamente quasi corrispondente a quella di un'auto tradizionale (con marcia innestata e senza frizione inserita), perchè la "macchina elettrica" viene "impostata" per fare un parziale recupero/freno.

Se è così mi pare un'immensa cavolata, visto che i rendimenti di generatore e motore elettrco, seppur alti, non sono mai uguale a 1.
Il discorso sul freno motore è corretto sulle auto a benzina, dove con la valvola a farfalla chiusa, per la depressione che si viene a creare nei cilindri, si ha l'effetto "freno motore".
Sui motori disel, che lavorano in eccesso d'aria, questo fenomeno non esiste e le dissipazioni del motore sono limitate al trascinamento degli organi meccanici e rappresentano una percentuale trascurabile rispetto agli attriti dell'auto con l'aria.

Saluti.

Federico

Fede1975: mi sa che la cavolata la stai facendo tu, scrivendo quello di poco fa.
A meno che tu consideri una cavolata raccogliere dei soldi che trovi per strada.. li lasci li.. e prosegui

O forse molto più probabilmente non ci siamo capiti:

io per "rallenta di un fattore maggiore" intendo maggiore di un veicolo libero (in folle, ecc.), ma IDENTICO (è solitamente circa così impostato!) a quello di un veicolo "tradizionale"/ICE dove stai usando il motore come freno (rilasciando l'acceleratore).

Tu hai appena scritto:

dissipazioni del motore sono limitate al trascinamento degli organi meccanici e rappresentano una percentuale trascurabile rispetto agli attriti dell'auto con l'aria

ora..non ci piove che rappresentano una parte trascurabile degli attriti con l'aria (a velocità medio/alta.. a velocità bassa NO. tant'è vero che il freno motore può tenerti il veicolo a velocità quasi costante su determinate discese.. mentre l'aria spesso no.. a meno di usare una sorta di paracadute e/o "air brake" opportuno)... ma son pur sempre trascinamento degli organi meccanici.. e... dissipazioni !

Supponi ora di avere un veicolo dove queste.... "perdite" non ci sono.
Supponi di impostare il funzionamento di una macchina elettrica in modo che agisca come alternatore (producendo energia elettrica), frenando quindi il veicolo.. ma in modo da simulare .. ricopiare/replicare se vuoi.. il freno meccanico corrispondente a quei trascinamenti meccanici (ricorda che ho premesso che non ci sono!), cosa avresti?
Un veicolo che, alla guida, si comporta ESATTAMENTE come quel diesel (in quella fase) .. solo che invece che sprecare in trascinamento degli organi meccanici, ricarica la batteria!

Certo che si potrebbe evitare di fare questa funzione (cosa non possibile invece su un'auto tradizionale, mentre sugli ibridi/elettrici è voluta, diverso da imposta):.. non frenando e non recuperando.. ma questa si che è una grossa cavolata.. e lo capisci se leggi il collegamento/link di Henry.. per la parte che parta di quei prototipi di veicoli a pile a combustibile sprovvisti di batterie (molti le hanno).. e quindi freno motore simulato.

L'industria automobilistica sta facendo marcia indietro su questa ..filosofia.. (assenza di freno motore)...

Se prendiamo ad esempio la Seicento Elettra, che di fabbrica ha un forte effetto "freno motore" (comparata alla versione termica), .. è possibile disabilitarla (agendo sul software).. ma qual'è il risultato?
La macchina, rilasciando l'acceleratore, va libera... come fosse in folle.. e decelera molto meno (giusto per gli attriti aerodinamici e volventi).. tuttavia nell'uso normale risulta troppo libera.. e porta a correggere più frequentemente con il pedale del freno.
Questo non porta però a nessuna differenza!
In quanto sempre sul "freno motore elettrico" si andrebbe ad agire (NB per i puristi e nel caso Seicento: agendo lievemente sul freno, quel tanto che basta ad accendere gli stop.. giusto per compensare il mancato freno motore ove serva) .. ma con una guida più "manovrata" che alla fine stanca notevolmente il guidatore, specialmente in città dove sarebbe un susseguirsi eccessivo di cambio pedale! Un conto è sollevarlo lievemente dall'acceleratore.. un altro è sollevarlo completamente, spostarlo sull'altro pedale e infine premerlo: sono tre manovre... e con traslazione di punto.. per fare la stessa cosa (sia comportamentale del veicolo.. sia energeticamente parlano).

Chiaramente ritornando al caso "diesel".. la Seicento sarebbe più libera. e farebbe più strada senza spinta.
Supponendo un'andatura a "canguro" con il diesel ti ritroveresti più frequentemente ad accelerare (a causa del freno motore ogni volta che smetti di farlo), consumando quindi di più.
Certo puoi controbattere dicendo: posso staccare il motore (cambio in folle, frizione attivata). Ma in tal caso consumeresti lo stesso per il minimo.. a meno di non spegnere il motore (come ho già scritto nel precedente messaggio)

Insomma il freno motore sugli ibridi/elettrici è voluto..per rendere la guida simile ad un'auto tradizionale (come diceva la brochure Toyota un'auto che non cambia le tue abitudini).. ma "qui", ogni volta che si attiva,... letteralmente... sono ..soldini che si raccolgono per strada!

NB circa il freno motore: io sugli scooters elettrici che "maneggio" ho addirittura aumentato quello "impostato" in fabbrica...

Originariamente inviata da Fede1975

Non concordo. Perché vi sia recupero di energia, occorre che l'energia utilizzata per decelerare sia impiegata per produrre energia elettrica. E ciò può accadere solo quando questa energia viene "impiegata" dalla dinamo (o alternatore, non so bene cosa venga utilizzato). Quando la decelerazione dipende da rilascio dell'acceleratore (quindi attriti con con suolo ed aria) o dislivelli (forza di gravità) non ho alcuna energia recuperata.

Saluti.

Federico

Quello che dici è in generale corretto. Però sbagli ad applicare il modus operandi di un motore aspirato a benzina al modus operandi di un ibrido a benzina.
In un normale aspirato, il motore dissipa parecchia energia quando viene trascinato con farfalla chiusa (condizione di cut-off, rilascio del gas con auto in velocità e motore a regime superiore a quello di minimo).
In questo caso, infatti, hai varie dissipazioni:
1) Perdite per attrito strisciante e volvente, proporzionali ad una qualche potenza della velocità di rotazione del motore (come minimo la potenza dissipata è quadratica nella velocità di rotazione);
2) Perdite per la movimentazione di olio motore e refrigerante;
3) Perdite di pompaggio nel sistema di aspirazione/scarico: il motore si comporta come una pompa che aspira aria attraverso una decisa strozzatura (il corpo farfallato chiuso) e poi la pompa a pressione nello scappamento (le valvole di scarico si aprono prima che la corsa di discesa del pistone sia terminata, quindi parte dell'energia trasferita all'aria compressa nel cilindro viene persa, perchè le valvole si aprono quando la pressione interna è maggiore di quella atmosferica).

Negli ibridi è diverso per varie ragioni.
Io ne conosco uno, la Honda Insight (o come cavolo si scrive). Quella fa così:
-) In caso di cut-off, il cambio automatico imposta una marcia lunga, ovvero tiene il motore attorno ai 1200 giri
Ne consegue una drastica diminuzione delle dissipazioni per attrito nel motore tradizionale; Ciò agisce sui punti (1) e (2) dell'elenco precedente;
-) In caso di cut-off, le valvole vengono chiuse. In questo modo riduci drasticamente le perdite di pompaggio (agisce sul punto (3)).

Qual'è il succo:
nell'ibrido, tarando bene i punti di lavoro del motore elettrico e progettando bene il software di gestione, puoi utilizzare il motore elettrico per quelle condizioni in cui su una vettura tradizionale si utilizzerebbe il solo freno motore. Il motore termico, infatti, sull'ibrido frena di meno. La differenza di frenata viene fatta fare al motore elettrico per caricare le pile.
Poi è chiaro che se la decelerazione che ti serve in un certo istante ed in un certo percorso è esattamente quella fornita dal vento che soffia contrario, beh, allora non puoi recuperare niente, ma questo non è rilevante, non potresti recuperare niente in ogni caso!

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gattmes:
aggiungo/preciso che sui sistemi tipo Prius invece il termico è completamente fermato, esaltando ancora un pochino il concetto sopra espresso.

Originariamente inviata da Fede1975

Se è così mi pare un'immensa cavolata, visto che i rendimenti di generatore e motore elettrco, seppur alti, non sono mai uguale a 1.
Il discorso sul freno motore è corretto sulle auto a benzina, dove con la valvola a farfalla chiusa, per la depressione che si viene a creare nei cilindri, si ha l'effetto "freno motore".
Sui motori disel, che lavorano in eccesso d'aria, questo fenomeno non esiste e le dissipazioni del motore sono limitate al trascinamento degli organi meccanici e rappresentano una percentuale trascurabile rispetto agli attriti dell'auto con l'aria.

Saluti.

Federico

Dunque, sul benzina, come dicevo, questi problemi vengono aggirati con i discorsi di rapporti lunghi e valvole chiuse. (gattmes: o spegnimento e "distacco effettivo", anche se non fisico, del motore termico; a seconda del modello/costruttore/sistema)
Sul diesel, viceversa, non è proprio vero che non abbia freno motore... il diesel è generalmente un motore molto compresso e, seppur viaggi sempre con collettori aperti (senza farfalle), dissipa anche lui la sua buona quantità di energia.
Prova a mettere dentro e fuori la terza quando sei a 60 km/h con una punto 1.9 jtd... lo senti eccome il freno motore. E quando ritorni a folle, senti di nuovo la differenza (quindi non c'è solo l'inerzia dovuta al far accelerare un motore di grande cubatura).
Non sarà come i benzina, ma non è nemmeno così trascurabile (IMHO).

Discussione interessante, ma perchè non confrontare direttamente i consumi e le emissioni?
Personalmente sono felice possessore di una Insight da quasi 2 anni, ci ho fatto 45.000km e mai un problema. Media consumo sui 19-20km/l reali (5,1 l/100km) CON emissioni di 101 gco2/Km. Certo la strada delle 0 emissioni è ancora lunga, ma il recupero dell'energia sprecata è un primo importante passo. I prezzi della insight sono molto competitivi (paragonabili ad una bravo)