Gli ingegneri Ford sono stati chiamati a rispondere a quale sia il modo più efficiente per tenere un ambiente caldo e confortevole nell’ambito di un progetto volto a migliorare l’autonomia dei veicoli elettrici. Il riscaldamento dei veicoli elettrici avviene solitamente con l’aria calda diffusa attraverso l’impianto di climatizzazione. In alternativa, però, è possibile riscaldare le superfici interne. Si tratta di superfici con cui gli occupanti entrano in contatto direttamente, oppure pannelli che irradiano calore verso conducente e passeggeri. Entrambi utilizzano l’energia della batteria, ma gli ingegneri hanno scoperto che con le superfici riscaldabili il consumo di energia potrebbe essere ridotto del 13% rispetto a un climatizzatore standard e ciò comporterebbe un incremento dell’autonomia dei veicoli elettrici del 5% per ogni singola ricarica. Questa soluzione potrebbe consentire, inoltre, di percorrere diverse centinaia di chilometri in più all’anno.
“Sappiamo tutti che se le porte o i finestrini vengono aperti quando fuori fa più freddo, la temperatura all’interno del veicolo si abbassa. Questo è particolarmente vero per i furgoni per le consegne, poiché i conducenti si fermano di continuo e il calore fornito dall’aria condizionata si disperde più rapidamente, mentre le superfici riscaldabili rimangono calde”, ha dichiarato Markus Espig, system engineer, Propulsion Systems Engineering, del Ford Research and Innovation Centre Europe. “La riduzione del consumo energetico non solo migliora l’autonomia, ma riduce anche i costi e contribuisce a rendere più sostenibile il nostro modo di viaggiare”.
La ricerca è stata condotta nell’ambito del progetto Connected Electric Vehicle Optimised for Life, Value, Efficiency and Range (CEVOLVER) della Commissione Europea, che si è svolto da ottobre 2018 a ottobre 2022. Il progetto è stato pensato per far conoscere le modalità di costruzione dei nuovi veicoli elettrici e per contribuire alla creazione di aggiornamenti software per i veicoli a emissioni zero già in circolazione. I risultati dei test di gestione del dissipamento del calore sono confluiti nello sviluppo dei prossimi veicoli Ford. Entro il 2026, l’azienda prevede di vendere in Europa 600.000 veicoli elettrici all’anno, con l’obiettivo globale di produrre annualmente oltre due milioni di veicoli elettrici, entro la stessa data.
Come si è svolto il test
Gli ingegneri hanno equipaggiato un Ford E-Transit 100% elettrico con braccioli, tappetini, pannelli delle porte, alette parasole e un pannello sotto il volante, tutti rigorosamente riscaldabili. 3 Il test prevedeva consegne giornaliere e merci e altre attività lavorative, con percorrenze di 350 km sulle strade di Colonia e dintorni, in Germania. I test si sono svolti in inverno e in estate, su strade asciutte e bagnate, sotto la pioggia battente e il vento, a testimonianza della grande esperienza di Ford in termini di ascolto delle esigenze dei clienti business.
La ricerca ha anche dimostrato che le variazioni delle condizioni atmosferiche, del traffico e della strada possono influire sull’autonomia. Incorporare questi dati nel calcolo dell’autonomia complessiva potrebbe aiutare a prevedere con maggiore precisione l’autonomia in tempo reale. Per i veicoli commerciali, questi dati aggregati potrebbero essere utilizzati come un elemento che consente di “prevedere con esattezza l’autonomia della flotta”, in modo da poter stimare l’energia richiesta per un percorso specifico.
Altre tecnologie testate dagli ingegneri Ford che possono offrire significativi miglioramenti in termini di risparmio di energia e di tempo sono state:
- Uno scambiatore di calore che preleva il calore di scarto/in esubero dall’unità di trazione elettrica e lo utilizza per riscaldare l’abitacolo e/o il pacco batterie
- Un sistema di controllo della temperatura della batteria che consente di raffreddare e preriscaldare in modo efficiente il pacco batterie
- L’eco-routing, che in combinazione con la possibilità di ricarica calcola il percorso ottimale, comprese le soste per il rifornimento, per sfruttare al meglio l’autonomia del veicolo.
- La ricarica rapida intelligente, che preraffredda o preriscalda la batteria prima della successiva ricarica rapida
- La funzione di regolazione termica della catena cinematica, che mantiene i componenti dell’unità di propulsione elettrica alla temperatura ottimale dal punto di vista energetico.
La ricerca CEVOLVER fa seguito a una serie di test condotti da Ford per ridurre il consumo di energia sui veicoli elettrici, ad esempio utilizzando l’illuminazione interna per rendere l’abitacolo più fresco o più caldo. La tecnologia avanzata di risparmio energetico in arrivo sui prossimi veicoli elettrici Ford comprende la pompa di calore a iniezione di vapore impiegata già sul nuovo Ford E-Transit Custom 100% elettrico.
Oltre allo sviluppo di future tecnologie per aumentare l’autonomia, Ford offre già una serie di funzioni utili per massimizzare l’efficienza dei suoi veicoli elettrici. La Mustang Mach-E e l’E-Transit hanno a disposizione il pre-condizionamento programmato per gestire la temperatura dell’abitacolo e della batteria da remoto, mentre l’auto è ancora in sosta per la ricarica. Il veicolo valuterà le condizioni meteorologiche per decidere quanta energia è necessaria per portare abitacolo e batterie a temperatura, prima dell’orario di partenza prestabilito. Ford stima che, con una temperatura esterna di 0° C, un E-Transit, con carico dimezzato, manterrà il 75% della sua autonomia se pre-condizionato, rispetto al 66% nei restanti casi in cui ciò non avviene. I veicoli elettrici Ford offrono anche modalità di guida selezionabili per una maggiore efficienza e un incremento dell’autonomia anche grazie alla possibilità di recupero dell’energia in frenata.
