Perché simulare una trasmissione manuale quando una vera sarebbe fantastica in un veicolo elettrico?

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Una recente intervista a Top Gear ha rivelato una notizia inaspettata sui veicoli elettrici: Lexus sta valutando la possibilità di costruire un veicolo elettrico in futuro con una trasmissione manuale. La presa? Se ciò accadesse, non si tratterebbe di un vero cambio manuale. Invece, sarà una leva del cambio simulata e un pedale della frizione simulato.

Nell’intervista emergono due cose fondamentali per i fanatici della CleanTech. Per prima cosa, Lexus è un'azienda Toyota e, beh, Toyota è nota per non costruire molto veicoli elettrici. L’azienda spera in una migliore tecnologia delle batterie e in una migliore infrastruttura prima di dedicarsi completamente ai veicoli elettrici, e anche in quel caso si aspetta che i PHEV, le auto a celle a combustibile a idrogeno e altre forme di elettrificazione siano disponibili da Toyota per molto tempo. Quindi, l’idea di costruire e costruire un veicolo elettrico, soprattutto sotto forma di supercar, sembra sospetta.

Ma, se la tecnologia delle batterie a stato solido dovesse decollare (Toyota afferma di essere molto avanti nello sviluppo di tale tecnologia), il risparmio di peso la renderebbe una buona soluzione per un veicolo elettrico.

L'altra notizia su un manuale simulato deriva da questa citazione:

"Poi lancia una piccola bomba. Sta sperimentando una sorta di simulazione di una trasmissione 'manuale', fatta attraverso un software. "È un mio hobby, una cosa pazzesca. Cerco un coinvolgimento migliore, anche in un veicolo elettrico, voglio un altro collegamento dall'auto al conducente. Non è solo una questione di efficienza. Adoro le macchine e voglio qualcosa di diverso.""

Lo so, lo so. I veicoli elettrici hanno una marcia e questo è fantastico per la semplicità. Tesla dimostra che puoi farla franca anche senza aver bisogno di marce aggiuntive, giusto? Ne ho già scritto prima, e non così tanto.

I motori elettrici dei veicoli elettrici non necessitano di una trasmissione a più velocità perché possono funzionare su un'ampia gamma di velocità. All'estremità inferiore, possono arrivare fino a 0 giri senza stallo. Non è necessario girare al minimo e, quando premi il pedale stretto, è disponibile tutta la potenza. La maggior parte dei motori elettrici può superare i 10.000 giri/min alla massima velocità senza subire danni. Con poche parti in movimento, non volano nemmeno in pezzi a quelle velocità.

Tuttavia, c'è un problema. I motori elettrici non generano la stessa coppia da zero al numero di giri massimo. Tutti erogano la massima potenza fino ad una certa velocità; quindi la loro coppia inizia gradualmente a diminuire. L'efficienza varia anche la velocità a cui il motore è in grado di andare. Il punto debole, dove sono più efficienti, varia da ⅓ a ½ potenza a 30–40 MPH (50–65 km/h).

Anche se un veicolo elettrico funzionerà da 0 giri al minuto alla velocità massima del motore, non avrà la stessa potenza o autonomia se la sua marcia singola è destinata solo alla guida in città. Risolvere questo problema rendendo la marcia "più alta" potrebbe teoricamente aiutare , ma in condizioni cittadine le prestazioni e l'efficienza dell'auto diminuirebbero.

Molte persone non sanno che il progetto originale di Tesla per la Roadster era quello di avere un cambio a 2 velocità. Ciò fornirebbe prestazioni ottimizzate avendo una marcia più bassa per l'accelerazione iniziale e quindi passando a una marcia più alta una volta raggiunta la velocità desiderata. Tuttavia, se confrontata con altri veicoli elettrici in fase di sviluppo all’epoca, come la Nissan LEAF con la sua velocità massima di 94 MPH (151 km/h) o la Chevrolet Volt che raggiungeva circa 101 MPH, divenne chiaro che questa idea non era fattibile.

Il problema era che Tesla non riuscì a creare un cambio a più velocità in grado di sopportare la coppia di un motore elettrico. Era già alle prese con ritardi nei costi e non aveva altra scelta che rinunciare alla trasmissione a velocità multipla. Tuttavia, il lavoro sul prototipo "Whitestar" per la Model S ha dato un'altra idea: migliorando l'elettronica di potenza, si potrebbero inserire più elettroni per ottenere una curva di coppia ancora più lunga (cioè più velocità).

L’inefficienza di questo approccio, tuttavia, è evidente. Usare più energia per migliorare il compromesso prestazionale potrebbe funzionare in teoria, ma non è fattibile perché l'attuale tecnologia delle batterie non sarebbe in grado di supportarlo per molto tempo.

Tesla scoprì che il modo migliore per utilizzare due marce era posizionarne una dietro e l'altra davanti. Ciò creò un'auto potente in grado di mantenere la velocità sulle autostrade e allo stesso tempo di modificare la potenza quando necessario per la guida in città. L'implementazione di Tesla di unità di azionamento a doppio motore consente alle sue auto, come i modelli S, X e 3, di avere rapporti di trasmissione diversi a seconda che sia necessario per velocità inferiori o superiori. Nella "modalità range", il computer dirige più potenza verso l'unità di azionamento con la marcia che meglio si adatta alla situazione durante la guida in autostrada.