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    Storia dell’auto elettrica – Parte #12 l’elettromobile

    Se avete seguito la puntata precedente – (“Storia dell’auto elettrica – Parte #11 l’elettromobile“), vi abbiamo raccontato del “fallimento” da parte della General Motors, nel 2003 interruppe bruscamente la produzione del loro veicolo elettrico EV1 a causa di un’apparente mancanza di domanda di mercato.

    ⬅️ Puntata precedente: Storia dell’auto elettrica – Parte #11: l’elettromobile

    Agli inizi degli anni 2000 l’auto elettrica non s’impose, la pressione esercitata dalle lobby dei carburanti e il mancato coinvolgimento delle autorità pubbliche ancora troppo poco consapevoli dei problemi ecologici, stavano progressivamente spingendo le case automobilistiche a rimettere nel cassetto i vari progetti di auto elettriche per una più semplice produzione di ibride senza spina. Eppure qualcosa stava bollendo sul fronte della mobilità elettrica, ma per scoprirlo dobbiamo ritornare ai mitici anni ’90.

    Quando la maggior parte delle persone pensa ai “grandi nomi” nel settore dei veicoli elettrici Made in U.S.A. e soprattutto nel primo decennio del XXI secolo, si pensa più facilmente a Tesla o a GM ma sono in tanti a non sapere che queste aziende si affidavano per molte delle loro tecnologie ad esempio: trasmissioni, controlli, pacchi batteria e i sistemi di ricarica dei veicoli elettrici, e tanto altro, ad una piccola azienda di ricerca e sviluppo e progettazione situata a San Dimas, in California: ACP.

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    Fondata nel 1992 ac propulsion sviluppa la tecnologia dei veicoli elettrici e fornisce prodotti e servizi di ingegneria | elettronauti It

    AC Propulsion Systems, fondata nel 1992 da Alan CocconiWally Rippel e Paul Carosa, è specializzata in sistemi di trasmissione a corrente alternata per veicoli elettrici e motori di trazione a corrente alternata. Il fondatore Alan Cocconi ha progettato e costruito il controller utilizzato nel prototipo Impact della General Motors, e successivamente nella EV1.

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    Il presidente di ac propulsion tom gage spiega la tecnologia da veicolo a rete dellazienda in una conferenza del 2001 a seattle

    AC Propulsion ha prodotto nel 1994 anche il sistema di trasmissione integrato AC-150 da 150 kW (200 CV) utilizzato in una varietà di veicoli tra i quali possiamo citare la BMW Mini E.

    tZero – La progenitrice della Roadster Tesla

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    tZero | Elettronauti.it

    La società nel 1997 aveva costruito in soli 3 esemplari, un’auto sportiva basata su una kit car con trazione elettrica, il cui nome era tZero. La lettera “t” simbolo matematico per un punto di partenza nel tempo e “Zero” per l’inizio di una nuova sequenza. La vettura era basata sul kit car progettata da diversi ingegneri di Detroit ed era alimentata da un motore motociclistico.

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    Tzero vista frontale con apertura delle porte in stile lambo | elettronauti It

    Il tZero era una due posti con carrozzeria in fibra di vetro costruita su un telaio tubolare in acciaio rinforzato con sospensioni indipendenti a doppio braccio oscillante e sterzo a pignone e cremagliera e dal peso complessivo di 1.040 kg.

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    Tzero in carica | elettronauti It

    Il pacco batteria era composto da 28 batterie al piombo-acido prodotte dalla Johnson Controls Optima, con trazione posteriore mediante un motore elettrico da 150 kW (200 CV), 240 Nm e un 0 a 100 km/h in 4,07 secondi e la velocità massima poteva raggiungere i 249 km/h, l’autonomia prevista era compresa tra 130 e 160 km. La società non voleva produrla in serie e quindi rimase solo un prodotto da vetrina.

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    Nel 1999 louis schweitzer allora ceo della renault siglò lalleanza con nissan | elettronauti It

    In Europa una data è da ritenere fondamentale, l’anno 1999, perché la Renault, acquistò il 36,8% del marchio Nissan, e mandò Carlos Ghosn, come amministratore delegato di Nissan Motor in Giappone.

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    Carlos ghosn entra a far parte di nissan la casa automobilistica in quel periodo aveva un debito di 20 miliardi di dollari | elettronauti It

    Tre sono i punti fondamentali per Ghosn, lanciare la categoria dei crossover proporre veicoli low-cost per i mercati europei minori e convertire le auto all’elettrico. È una scommessa tremenda. Se Nissan avrà successo, conquisterà il mercato delle auto elettriche prodotte in serie e cambierà un settore. Se fallisse, anche Nissan fallirebbe.

    Nel 1996 negli Stati Uniti, Martin Eberhard, un ingegnere informatico ed elettronico, CEO della startup Network Computing Devices, società che creava terminali di rete basati su X Window, incontrò il suo futuro partner Marc Tarpenning anch’egli ingegnere informatico di prodotti software e firmware per diverse aziende. Durante un concorso di carte magiche (Magic: The Gathering), tra i due nasce un feeling professionale ed i due ingegneri decidono di creare una società in partnership, la NuovoMedia. Per tre anni di seguito produssero e svilupparono e-reader tra cui il Rocket eBook. Il successo dell’azienda fu tale che decisero di vendere le proprie azioni per la somma di 187 milioni di dollari, diventando ricchi ed entrando nell’olimpo di chi ha realizzato il proprio “sogno americano”. Decisero così di buttarsi su nuovi progetti.

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    Il co fondatore di tesla martin eberhard | elettronauti It

    La “leggenda” narra che anni dopo, Martin Eberhard in un’intervista raccontò che, nel 2000 all’età di 40 anni ed in seguito al suo divorzio, era intenzionato a comprare una potente e veloce macchina sportiva, tuttavia non voleva un’auto vistosa e terribilmente rumorosa, con consumi eccessivi. Nessuno dei modelli disponibili all’epoca potevano soddisfarlo e si chiese perché non esistessero auto moderne con sistemi energetici più efficienti del motore a combustione interna (ICE) altamente inefficiente, finché, non sentì parlare della tZero.

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    Tom Gage CEO di AC Propulsion | Elettronauti.it

    Tom Gage ingegnere ed ex pilota di auto da corsa (fondatore del progetto dell’auto elettrica Saturn EV1), presidente e amministratore delegato dell’azienda AC Propulsion, fu contattato da Martin Eberhard in merito al modello tZero.

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    Lattore tony shalhoub alias monk nella serie tv sta per fare un giro in uno tzero ac propulsion mentre alan cocconi si occupa del tetto e il ceo tom gage chiude la portiera del passeggero | elettronauti It

    Invitato a provare il loro prototipo, Martin ne rimase entusiasta, il tZero era ben lontano dalle golf cart elettriche, con interni spartani appariva con una vocazione “corsaiola”, era agile, reattiva, senza sottosterzo o sovrasterzo, con una ottima visibilità e quando si schiacciava il pedale dell’acceleratore inchiodava il pilota al sedile Recaro. Convinto del potenziale della vettura, Martin cercò in tutti i modi di convincere AC Propulsion a commercializzarlo ma non rientrava nei piani dell’azienda, perché come sosteneva Tom Gage, nessuna tecnologia evoluta delle batterie era disponibile al momento.

    Martin, che conosceva bene le batterie agli ioni di litio utilizzate nei suoi e-reader, era certo che queste sarebbero state fondamentali per risolvere il problema dell’alimentazione dei veicoli elettrici, così convinse la società a convertire la vettura con l’inserimento di un pacco batterie al litio, le stesse celle che si trovano nei laptop per un totale di 6.800 celle Li-Ion 18650 derivate dalle dimensioni (18 mm di diametro e 650 mm di lunghezza). 

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    Una cella 18650 che possiamo trovare nei nostri laptop | elettronauti It

    La conversione fu eseguita nell’arco di sei mesi da marzo a settembre 2003 dando alla tZero un’autonomia di ben 480 km. Più leggera della versione originale che pesava 230 kg, la conversione agli ioni di litio permetteva al veicolo di passare da 0 a 100 km/h in 3,6 secondi. 

    Dopo lo swap del pacco batteria, Martin prese la vettura in prestito per tre mesi utilizzandola nei suoi tragitti quotidiani ed era disposto a staccare un assegno da 220.000 Dollari per comprarla.

    Tom Gage e Alan Cocconi benché apprezzassero la conversione non erano assolutamente interessati a vendere e neppure costruire, auto elettriche. La fonte di guadagno della società era ed è a tutt’oggi quella di produrre sistemi di azionamento, sistemi di gestione della batteria, sistemi di gestione del veicolo e sistemi da veicolo a rete per gli OEM (Original Equipment Manufacturer).

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    2003 al 2015 la scion xbb fu chiamata da toyota a seguito dei restyling toyota bb e corola rumion | elettronauti It

    In realtà AC Propulsion già nell’ottobre 2003 aveva l’intenzione di convertire all’elettrico delle Scion xB. La Scion xB era un’auto prodotta da Scion, una divisione interamente di proprietà di Toyota. I dirigenti di AC Propulsion hanno dichiarato che la Scion xB era stata scelta in parte per la sua forma squadrata che consentiva una più facile installazione di un pacco batteria agli ioni di litio (variante 18650), abbastanza voluminoso per aumentare al massimo l’autonomia del veicolo.

    ​​​​Contrariamente alla credenza popolare, è Martin Eberhard che decise di costruire la sua propria macchina proponendo al suo socio in affari Marc Tarpenning il nuovo progetto: fondere una società e produrre auto sportive elettriche.

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    I veri co fondatori di tesla motors nel 2003 | elettronauti It

    Nasce ufficialmente Tesla Motors Inc.

    Nell’estate del 2003, i due sviluppatori di software, Martin Eberhard e Marc Tarpenning, si recarono all’ufficio di registrazione delle imprese californiano ed ufficialmente i rispettivi CEO e CFO crearono Tesla Motors Inc.

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    Il simbolo che rappresenta lazienda multinazionale statunitense specializzata nella produzione di auto elettriche rende omaggio a nikola tesla

    Il logo scelto per Tesla raffigura la sezione trasversale di una parte di un motore elettrico, fu disegnato per la prima volta dal celebre inventore elettrotecnico che la società prese come riferimento: Nikola Tesla

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    Tesla incorpora anche la prima lettera dellazienda quindi la incorpora nel suo marchio | elettronauti It

    L’obiettivo fu quello di essere tanto casa automobilistica quanto un’azienda tecnologica e realizzarono la prima sede in San Carlos, California. I due soci non avevano dipendenti ma iniziarono a realizzare il proprio software ed a costruire le batterie per auto elettriche.

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    Elon musk diventa presidente del consiglio di amministrazione e principale azionista di tesla nel 2004 | elettronauti It

    Inizia l’era Musk

    Nel 2004, ad Elon Musk, giovane imprenditore californiano diventato ricco dopo aver venduto due anni prima, la sua partecipazione in PayPal ed creato Space X, la ormai nota azienda aerospaziale statunitense con sede a Hawthorne, California, venne presentata la tZero appena convertita, alimentata con un pacco batteria agli ioni di litio. Incuriosito, Elon contattò AC Propulsion, per organizzare un giro di prova. Musk rimase stupefatto ed incoraggiò AC Propulsion a commercializzare il veicolo. Tom Gage, tuttavia, era più interessato a lavorare sul veicolo elettrificato chiamato eBox, ma mise Elon Musk in contatto con Martin Eberhard.

    I co-fondatori di Tesla non avevano fondi a sufficienza per lo sviluppo del progetto di produzione e commercializzazione, ma nel febbraio 2004 con il concorso di Compass Technology Partners, SDL Ventures ed a molti investitori privati, raccolsero un milione di dollari. Elon Musk nell’operazione di finanziamento investì altri 6,5 milioni.

    In un primo momento, Elon Musk diventò Presidente del Consiglio di Amministrazione come principale azionista di Tesla, senza però interessarsi alla gestione commerciale della società. Le cose cambieranno rapidamente ed il giovane imprenditore iniziò a supervisionare il design della prima auto Tesla.

    L’obiettivo strategico a lungo termine di Tesla Motors era quello di creare veicoli elettrici per il mercato di massa e dunque a prezzi accessibili. Iniziando con un’auto sportiva premium destinata ai primi utenti per poi passare a veicoli più tradizionali, comprese berline e compatte economiche. La posta in gioco era alta per la start-up, dovevano dimostrare al mondo che era possibile realizzare un’auto elettrica efficiente e durevole.

    La Tesla Motors Inc si rendeva conto che produrre un’auto da zero era quasi impossibile, quindi per la Start-up era necessario disporre di un’auto di produzione che fosse possibile trasformare in elettrico ed il modello scelto per la trasformazione fu la Lotus Elise, sia per l’aerodinamica e lo stile sportivo ma soprattutto perché il produttore inglese aveva sviluppato un telaio incredibilmente leggero che pesava solo 68 chili. Nel febbraio 2005, Musk guidò una raccolta di fondi ottenendo nuovi investitori per 13 milioni di dollari e coinvolse Valor Equity Partners al team di finanziamento. 

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    Lotus elise 2006 motore benzina 1 8l

    Lotus e Tesla siglarono nel luglio del 2005 un accordo per la consegna di 2.500 telai per il primo modello Tesla che fu nominato roadster. Musk insistette fin dall’inizio sull’utilizzo di un corpo in polimero rinforzato con fibra di carbonio e contribuì al design finale dell’auto. Sulla carta l’idea era ottima, l’utilizzo del telaio Elise doveva consentire a Tesla di risparmiare anni di studio e sviluppo. La realtà fu piuttosto amara, il telaio non era assolutamente adatto a contenere tutto il powertrain elettrico e le 6831 celle Li-Ion 18650.

    • La tensione totale dopo una combinazione di collegamenti in serie e in parallelo era di 375 V e 53 kWh.
    • Il peso totale era di 450 kg.
    • Per preservare la durata, le batterie erano sia raffreddate che riscaldate a liquido dielettrico, un’altra delle innovazioni Tesla.
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    Pacco batteria della roadster composto da celle 18650 | elettronauti It

    Il telaio della Elise fu interamente riprogettato, il team di ingegneria del gruppo Lotus con sede nel Regno Unito riprogettò completamente il telaio della Roadster adattandola e rendendola più rigida, rinforzandone la struttura e progettando un sotto telaio posteriore per ospitare un pacco batteria ed una trasmissione elettrica al posto del serbatoio di benzina del motore endotermico e del suo sistema di scarico. La geometria delle sospensioni era identica a quella della Lotus, ma ne furono rinforzati molti componenti, sempre per far fronte all’aumento di peso.

    Sempre nel 2005, il produttore giapponese Nissan presentò al Motor Show di Tokyo il suo prototipo elettrico, con l’abitacolo a forma di uovo che poteva ruotare a 360°. Era alimentato da una batteria compatta agli ioni di litio: Pivo.

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    Pivo vista 3/4 anteriore | Elettronauti.it

    L’auto dalle dimensioni ridotte (2,70 m), disponeva di un sistema di monitoraggio panoramico “around view” basato su 4 telecamere grandangolari esterne, ciascuna posizionata su un lato del veicolo che riproduceva su un display, una vista verticale dell’auto e di ciò che la circondava. Il conducente era posizionato in avanti ed al centro, mentre due passeggeri prendevano posto fianco a fianco su sedute più arretrate.

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    Pivo vista laterale con ingresso mediante porta laterale scorrevole | elettronauti It

    Le alte porte scorrevoli elettriche rendevano facile entrare ed uscire senza sbattere la testa. Particolarità del mezzo era quello di poter ruotare su stesso di 360°, eliminando la necessità di fare retromarcia, mediante due “Super Motor” brevettati da Nissan e montati su ciascun asse che fornivano potenza ai due semiassi, ciascuno dei quali poteva essere controllato in modo indipendente. Con un “Super motor” per asse si otteneva un’efficiente distribuzione della coppia a tutte e quattro le ruote.

    Nel 2006 Musk ricevette il Global Green USA Product/Industrial Design Award per il design della Tesla Roadster. Elon ed il team Tesla trascorsero molto tempo, e fecero diversi viaggi in Inghilterra, lavorando con Barney Hatt della Lotus Design Studio per perfezionare lo stile. Musk ha co-guidato la terza richiesta di investitori facendo arrivare nelle casse di Tesla 40 milioni di dollari nel maggio 2006 insieme a Technology Partners. 

    Investono in Tesla molti importanti imprenditori

    Con la terza richiesta di investimento, arrivarono importanti imprenditori tra cui i co-fondatori di Google Sergey Brin e Larry Page, l’ex presidente di eBay Jeff Skoll, l’erede di Hyratt Nick Pritzker che ha aggiunto la società come Draper Fisher Jurvetson, Capricorn Management e The Bay Area Equity Fund gestito da JPMorgan Chase.

    I prototipi dell’auto chiamati EP1 e EP2, sono stati ufficialmente rivelati al pubblico il 19 luglio 2006 a Santa Monica, in California, in un evento solo su invito di 350 persone tenutosi al Barker Hangar dell’aeroporto di Santa Monica . 

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    Il governatore della california arnold schwarzenegger ispeziona una tesla roadster 2006 | elettronauti It

    Nel mese successivo, il 18 agosto 2006, anche AC Propulsion presentò a Santa Monica, il suo prototipo di auto convertita in elettrico, chiamato eBox. Il prototipo utilizzava un pacco batteria composto da 5.300 celle agli ioni di litio disposte in 100 moduli ciascuno composto da 53 celle. Una Toyota Scion xB convertita, circolava nel dicembre 2006 e utilizzava un sistema di propulsione AC combinato con una batteria pacco agli ioni di litio da 35 kWh e con un’autonomia dichiarata di 240 km.

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    Ac propulsion ebox | elettronauti It

    Il motore a induzione AC produceva un picco di potenza di 120 kW e 220 Nm di coppia. L’eBox supportava la frenata rigenerativa era anche compatibile con Vehicle-to-Grid (V2G). La vettura costava circa 70.000 $, la base era una Scion xB dal costo di circa 15.000$ cui andavano aggiunti altri 55.0000 Dollari per la conversione.

    Il film documentario sulla storia della EV1 – GM

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    Chi ha ucciso lauto elettrica Film documentario diretto da chris paine 2006 | elettronauti It

    Sempre nel 2006 uscì un film documentario americano diretto da Chris Paine, intitolato: “Who Killed The Electric Car?”che esplorava la creazione, nella metà degli anni ’90 della prima BEV prodotta da General Motors, la sua breve commercializzazione e la successiva distruzione del veicolo. “Un giallo misterioso, una chiamata alle armi e un efficace incitamento alla rabbia”, scrisse il New York Times.

    Il San Francisco International Auto Show, tenutosi dal 18 al 26 novembre 2006, fu il primo salone automobilistico in cui venne presentata la Tesla Roadster, e comparve sul Time Magazine nel dicembre 2006, come destinataria del premio assegnato dalla rivista: “Best Inventions 2006—Transportation Invention“. L’anno successivo sia Elon Musk che Martin Eberhard, Barney Hatt della Lotus Design Studio, ricevettero il premio Index Design 2007 per il design della Tesla Roadster.

    Se le modifiche del telaio stavano facendo perdere tempo a Tesla, le tecnologie di AC Propulsion erano anch’esse difficilmente utilizzabili. Gli ingegneri Tesla modificarono così tanto il sistema di gestione implementato nei moduli e la BMS che non vennero utilizzati i brevetti aziendali di ACP. La Tesla Roadster portava il DNA della Lotus Elise ma era un’auto molto diversa, progettata per raggiungere obiettivi diversi ed offrire un’esperienza diversa.

    Nel 2007, in occasione del 40° motor show di Tokyo, Nissan ritornò con una concept car elettica dall’aspetto ancora più futuristico, la Pivo 2.

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    Pivo 2 vista 34 anteriore | elettronauti It

    Oltre alle caratteristiche della versione precedente, nell’abitacolo a forma di bolla, era stato collocato sul cruscotto un robot dai grandi occhi tondi chiamato Pivo-kun, con cui si poteva discutere in giapponese od in inglese. Il robottino era dotato di telecamere per monitorare lo stato di allerta del guidatore.

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    Pivo 2 interni con la presenza del robot | elettronauti It

    Il veicolo montava il DCAS (Distance Control Assist System), un dispositivo elettronico che permetteva ai guidatori di controllare la distanza tra la propria auto e quella che la precede. 

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    Pivo 2 rotazione dell’abitacolo rispetto al pianale | Elettronauti.it

    Grazie all’impiego di tecnologie “drive-by-wire”, che sostituivano con impulsi elettrici i collegamenti meccanici nello sterzo, nell’impianto frenante ed anche nella trasmissione. Mediante sottili motori di trazione discoidali inseriti nelle ruote, le quattro ruote si comandavano in maniera indipendente, permettendo al veicolo di spostarsi anche lateralmente.

    Storia dell’auto elettrica – parte #12 l’elettromobile | elettronauti. It
    Pivo 2 portiera dingresso stille microlino | elettronauti It

    L’accesso si ispirava ai quadricicli bubble cars degli anni ’50 come la Isetta o alla recente Microlino, attraverso una portiera che inglobava il parabrezza, accessibile da qualsiasi direzione e che si orientava verso i passeggeri che dovevano salire a bordo.

    Conclusione della puntata

    A parte qualche i prototipi futuristici di Nissan, il famoso tZero e la trasformazione in eBox di un modello Toyota, che rimangono vetrine del know-how dei rispettivi produttori, la vera sfida rimaneva quella di Tesla. Quest’ultima, stava passando uno brutto momento, i primi clienti stavano diventando impazienti ed Elon Musk doveva investire parecchio denaro preso direttamente dai suoi fondi personali pur di mantenere in vita Tesla. Dal suo arrivo nella società al 2007, Elon Musk aveva già investito più di 70 milioni di dollari, non aveva spazio per errori ed anche la gestione dell’azienda da parte dei suoi fondatori non gli andava proprio a genio… ma per più informazioni vi consiglio vivamente di seguire la prossima puntata.


    Finalmente stiamo arrivando ai giorni nostri. Ma avreste mai immaginato quanta storia avesse l’auto elettrica?

    Fonte

     


    Alan Murarotto
    Alan Murarotto
    tecnico meccatronico, formatore automotive, professionista della mobilità. Aiuto i lettori a districarsi nel labirinto delle dinamiche che governano la transizione energetica, dalla burocrazia agli aspetti legati alla guida di veicoli elettrici e non solo, con accenni tecnici per una visione a 360°.

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