SCOOTER A BASSO IMPATTO AMBIENTALE

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Sebastiano Albanese
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1 SCOOTER A BASSO IMPATTO AMBIENTALE Associazione Nazionale Ciclo Motociclo Accessori

2 Premessa La produzione attuale di scooter superiori a 50cc e omologati EURO 3 è pressoché totalmente a 4 tempi. Attraverso lo sviluppo dei motori di nuova generazione, molto spesso ad iniezione, si sono ottenuti notevoli vantaggi rispetto al passato sia in termini di consumi che di riduzione delle emissioni di sostanze inquinanti. In meno di 10 anni, la tecnologia è passata attraverso Euro1 (1999), Euro2 (2003) fino a Euro3 (motocicli 1/1/06 ciclomotori probabilmente nel 2008), con limiti ridotti fino al 90% ed un ciclo di misura ben più severo. L obiettivo di tendere alla realizzazione di veicoli a zero emissione spinge i costruttori ad intraprendere strade innovative per riuscire a coniugare le crescenti esigenze di mobilità con il rispetto della qualità dell aria.

3 Problemi e opportunità innovative Sensibilità sempre più forte nei confronti della riduzione delle emissioni Restrizioni crescenti alla circolazione per I veicoli con motore termico (aumento delle ZTL) Continuo incremento del prezzo dei combustibili Proposte Ottimizzazione dei motori endotermici Sviluppo delle motorizzazioni innovative: elettriche/ibride/fuel cell

termico (aumento delle ZTL) Continuo incremento del prezzo dei combustibili Proposte

4 L esperienza dei veicoli elettrici Da qualche anno sono stati presentati sul mercato, con alterne fortune, alcuni modelli di scooter a trazione elettrica (nel segmento ciclomotori), ma spesso le prestazioni di tali mezzi a confronto con quelli a motore termico, si sono rivelate deludenti: scarsa autonomia difficoltà e tempi lunghi per la ricarica necessità di costante manutenzione affidabilità non adeguata Di recente è stato messo in vendita il primo scooter con prestazioni assimilabili ai veicoli di cc, con un autonomia adeguata nell ordine dei km e un tempo di ricarica ridotto a 2 ore. Il costo, vicino al doppio di uno scooter tradizionale, rappresenta ancora una barriera all acquisto piuttosto importante, nonostante gli incentivi e i risparmi evidenti nei costi di gestione.

affidabilità non adeguata Di recente è stato messo in vendita il primo scooter con prestazioni assimilabili ai veicoli di 250-400cc, con un autonomia adeguata nell ordine dei 90-100 km e un tempo di

5 L esperienza dei veicoli elettrici L aiuto degli ecoincentivi, senza dubbio necessario, non sembra poter sbloccare la situazione a favore del segmento elettrico in modo rilevante. Le vendite oscillano tra le 1000 e le 2000 unità all anno, destinati prevalentemente alle amministrazioni pubbliche, con un parco circolante stimato di circa ciclomotori elettrici La resistenza di fondo da parte dei clienti potenziali rimane il timore di rimanere senza energia sufficiente per tornare a casa, anche per la mancata diffusione di punti di ricarica. Anche nel mercato auto l offerta di veicoli a trazione elettrica non ha ottenuto i risultati sperati.

Le vendite oscillano tra le 1000 e le 2000 unità all anno, destinati prevalentemente alle amministrazioni pubbliche, con un parco circolante stimato di circa 20.

6 Dall esperienza delle auto nasce l idea di sviluppare una tecnologia di motori ibridi, che siano in grado di integrare e migliorare la funzionalità del motore termico con l ausilio di un motore elettrico. Le auto ibride sono passate da 1100 veicoli nel 2005 a circa 3000 pezzi previsti per quest anno. Un ibrido non è semplicemente un veicolo con 2 motori, ma un sistema di propulsione che integra in una soluzione unica i vantaggi dell uso di due diverse tipologie di motorizzazione. In un veicolo ibrido le diverse fonti di energia vengono impiegate in maniera sinergica o simultanea, in un sistema integrato e ottimizzato secondo opportune strategie e logiche di controllo.

Un ibrido non è semplicemente un veicolo con 2 motori, ma un sistema di propulsione che integra in una soluzione unica i vantaggi dell uso di due diverse tipologie di

7 La motorizzazioine ibrida Tra le due tipologie di ibrido termico/elettrico: - seriale o parallela, i costruttori si orientano sulle soluzioni preferite SERIALE: La configurazione seriale prevede una trazione elettrica e non comporta l utilizzo di trasmissioni meccaniche, frizioni, cambi o variatori, che inevitabilmente assorbono energia e aumentano la complessità del sistema Il motore endotermico lavora in condizioni costanti e ottimali e serve per la generazione di energia elettrica

utilizzo di trasmissioni meccaniche, frizioni, cambi o variatori, che inevitabilmente assorbono energia e aumentano la

8 Inoltre la soluzione seriale consente una progettazione modulare della parte endotermica e di trazione ed è in grado di funzionare con notevoli vantaggi in termini di consumi ed emissioni Un veicolo ibrido progettato con questa architettura è in gran parte pronto per recepire successive evoluzioni verso l utilizzo di carburanti alternativi, o tecnologie radicalmente innovative come le celle a combustibile

veicolo ibrido progettato con questa architettura è in gran parte pronto per recepire successive

9 PARALLELA: L architettura Ibrido-Parallelo permette al motore a combustione interna e alla macchine elettrica di fornire contemporaneamente potenza alle ruote o di convertire la potenza meccanica in elettrica in modo da ricaricare le batterie. L autonomia di funzionamento in modalità elettrica stand alone (ZEV) è limitata dalle dimensioni delle batterie

la potenza meccanica in elettrica in modo da ricaricare le batterie.

10 Piaggio ha realizzato un paio di prototipi col sistema parallelo, le cui caratteristiche tecniche sono : Motore termico: motore LEADER 125 ie 4T 4V Azionamento elettrico: la macchina elettrica funziona sia da motore elettrico che da generatore con potenza pari 2.5 kw Elettronica: consente alla macchina elettrica di funzionare sia da motore prelevando energia dal pacco batteria che da generatore ricaricando energia nel pacco batteria. Carica Batterie: è integrato nell elettronica e consente la ricarica delle batterie di trazione sia in esercizio che dalla rete elettrica (carica completa in circa 3 ore)

5 kw Elettronica: consente alla macchina elettrica di funzionare sia da motore prelevando energia dal pacco batteria che da generatore ricaricando

11 Controllo Motore: l elettronica elabora e gestisce le richieste del pilota in base allo stato del sistema, forzando il motore termico a lavorare nei punti di alto rendimento Batterie: sui primi prototipi batterie al piombo; in corso attività di ricerca per utilizzare la tecnologia litio Autonomia: fino a 20 km (alla velocità di km/h) Recupero di energia: nelle fasi di decelerazione e frenata, il sistema consente il recupero di energia in batteria; in particolare, in fase di decelerazione

di ricerca per utilizzare la tecnologia litio Autonomia: fino a 20 km (alla velocità di 30-35 km/h) Recupero di energia:

12 I vantaggi: Accesso in elettrico a qualsiasi ZTL, qualora richiesto dalla normativa Prestazioni migliori usando entrambi i motori Consumi di carburante ridotti mediamente del 20% Riduzione parziale o totale delle emissioni inquinanti Forte riduzione delle emissioni acustiche (in elettrico) Possibile riduzione costi di esercizio (usando l energia elettrica di rete) La carica delle batterie avviene sia in movimento che dalla rete elettrica ed è previsto il recupero di energia in frenata e decelerazione Possibilità di calibrare l effetto del freno motore

(in elettrico) Possibile riduzione costi di esercizio (usando l energia elettrica di rete) La carica delle batterie avviene sia in

13 Le potenzialità dell ibrido sono state valutate definendo un ipotesi di utilizzo del veicolo che prevede: 6000 km/anno 30 km/giorno (stimati 200 giorni di utilizzo) 22 km su percorsi extra-urbani (11+11) sul ciclo ECE 40 per il 125cc 8 km in città in ZTL in modalità elettrica (con velocità massima limitata a 35 km/h per 125cc) costo benzina: 1.25 euro/l costo elettricità: 0.15 euro/kwh I consumi e costi di gestione rispetto al motore termico comportano una riduzione che va dal 20% al 50%, a seconda della modalità operativa scelta.

modalità elettrica (con velocità massima limitata a 35 km/h per 125cc) costo benzina: 1.25 euro/l costo elettricità: 0.

14 Next steps: Estensione della campagna sperimentale per ottimizzare il prodotto definitivo Attività di ricerca per finalizzare l elettronica di controllo del sistema ibrido Utilizzo di batterie alternative al litio, nell ottica di riduzione dei pesi e miglioramento dell efficienza del sistema

controllo del sistema ibrido Utilizzo di batterie alternative al litio,

15 CONCLUSIONI La tecnologia della motorizzazione ibrida avrà sviluppi a breve termine anche nel campo delle 2 ruote. Nel lungo termine si annunciano anche prototipi che utilizzeranno le fuel cell. Per poter omologare scooter dotati di motorizzazione ibrida occorre modificare le direttive europee inerenti: - emissioni inquinanti - rumore L amministrazione italiana ha già presentato tali modifiche e l iter di approvazione degli emendamenti dovrebbe concludersi entro fine anno. I primi scooter saranno disponibili per i clienti finali entro il 2008.

Per poter omologare scooter dotati di motorizzazione ibrida occorre modificare le direttive europee inerenti: - emissioni inquinanti -

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