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    Storia dell’auto elettrica – Parte #13 l’elettromobile

    Il progetto DarkStar

    Chiudete gli occhi e immaginatevi di essere nel 2006 in U.S.A. siete allacciati nel cockpit di un’auto sportiva nera e luccicante, in una tranquilla strada alberata a San Carlos a sud di San Francisco, California. Inforcate il volante e pigiate sul pedale dell’acceleratore e sentite solo un lamento silenzioso come il suono di un jet che si prepara al decollo, e poi subito dopo siete scioccati dall’effetto WOW.

    In un magazzino di San Carlos, la società composta da poco più di una decina di effettivi stava portando avanti il progetto: “Stella Oscura”, nome in codice della Roadster.

    Per tre anni, Tesla Motors aveva funzionato in modalità invisibile, poiché le auto elettriche avevano fallito in modo così evidente alla fine degli anni ’90, l’azienda sapeva di dover affrontare una dura sfida di marketing ed Eberhard non voleva mostrare al mondo qualcosa di incompleto. Se Tesla doveva avere successo, era obbligata a presentarsi con un approccio radicalmente diverso e con una vettura completamente realizzata.

    La Silicon Valley è il luogo ideale per gestire un'azienda automobilistica segreta. Nessuno a Detroit Motor City si aspettava che qualcosa spuntasse nel nord della California, quindi nessuno venne  fin qui a scoprirci.
    Martin Eberhard, cofondatore Tesla
    Elettronauti. It - categoria tesla

    L’obiettivo degli ingegneri era quello di sviluppare un’auto sportiva con un motore elettrico in grado di dimostrare capacità e prestazioni simili alle auto del momento. Per questo fu organizzato un concorso di progettazione per definire l’aspetto del futuro modello, vinto da Barney Hatt della Lotus Design.

    Eberhard ed il team impiegarono una manciata di anni per preparare il prototipo per la produzione di massa, con il sostegno del cofondatore di PayPal Elon Musk, Larry Page e Sergey Brin di Google e l’ex capo di eBay Jeff Skoll, crearono la prima vera auto dell’azienda della Silicon Valley.

    Reva (G-Wiz)

    Dall’altra parte del mondo e più precisamente in India, fu commercializzata nel lontano 2001, una city car elettrica 2+2 posti (due adulti e due bambini), omologata come quadriciclo. Prodotta dalla REVA Electric Car Company e prendeva il nome, così come l’impresa che la produceva, dal fondatore della casa automobilistica: il sig. Maini.

    La vetturetta lunga 2,6 m, era in grado di raggiungere la velocità massima di 65 km/h ed aveva un’autonomia reale, in città di 75 km con il pacco batteria composto da accumulatori al piombo acido.

    L’auto prodotta a Bangalore veniva ricaricata collegando l’auto direttamente a una presa di corrente domestica standard da 230 V. Una ricarica dell’80% richiedeva poco più di due ore, mentre una ricarica del 100% richiedeva circa 8 ore. Le auto elettriche Reva GWiz vennero prodotte per la prima volta nel 2001 e da allora, oltre 2.500 auto elettriche Reva furono vendute in tutto il mondo. Il mercato più grande era il Regno Unito, dove la Reva si chiamò G-Wiz e ne furono acquistate oltre 1.000.

    ZAP Xebra

    Lanciato nel mercato degli Stati Uniti nel maggio 2006, si trattava di un piccolo veicolo elettrico a tre ruote a forma di uovo classificato come motocicletta in alcune giurisdizioni.

    Era il primo veicolo elettrico prodotto in serie ad essere importato dalla Cina, il fornitore di componenti Qingqi produceva in Cina veicoli elettrici che assomigliavano proprio alla Xebra. Le parti del veicolo erano assemblati in California ed era disponibile nelle variante berlina (modello SD) in grado di trasportare fino a quattro persone, che pick-up (modello PK) due sedili e cassone con sponde ribaltabili e stessa capacità di carico: 460 kg. Esisteva anche una versione convertibile con tetto in tela chiamata Xebra Safari.

    Il suo pacco batteria al piombo-acido e il motore CC a 5 kW in grado di spingere la Xebra fino a 64 km/h in piano, con un’autonomia di 40 km se guidata abbastanza lentamente, in caso contrario si scendeva velocemente a 32 km, non disponeva della frenata rigenerativa. Il pacco batteria conteneva in tutto 6 accumulatori ciascuno da 12V e 100 Ah per un totale di 72V + una batteria di servizio da 12V. Con una batteria opzionale si riusciva ad avere un’autonomia estesa a 64 km e un bacco batteria da 7 accumulatori per un totale di 84V. La ricarica avveniva tramite una presa standard da 110 V ed impiegava circa otto ore. Il prezzo partiva dai 12.000 $.

    Intanto in California…

    Ritorniamo a luglio 2006, quasi nessuno sapeva che Tesla esistesse, fino a quando Tesla mostrò le due vetture a Santa Monica, in California: EP 1 (Engineering Prototype 1) carrozzeria verniciata di nero e EP 2 verniciata di rosso.

    Tra la fine del 2006 al 2007 la società iniziò a mostrare la Roadster ad eventi di test driver nel Midwest come a Rochester Hills, nel Michigan e nella costa orientale.

    Si scoprì ben presto che i piani iniziali per concepirla non erano assolutamente buoni e tutto doveva essere rivisto dalla pedaliera al cruscotto e via di seguito. La scelta iniziale di creare una complessa catena di fornitura tra Asia e Europa tramite navi cargo, creò una terribile perdita di tempo ed una complicata gestione che la società non aveva considerato.

    Il telaio dell’Elise era assemblato in Inghilterra e poi spedito in America dove veniva notevolmente rivisto allungato e modificato ad per accogliere le batterie ed il sistema di raffreddamento, atto a dissipare il calore per mantenere la temperatura  ben al di sotto della soglia di criticità massima consentita, anche durante l’estate nella Death Valley. I pannelli della carrozzeria in fibra di carbonio venivano prodotti in Francia da Sotira Automotive SAS. a Changé, Paese della Loira.

    La batteria come riportato nella precedente puntata era composta da 6831 celle del tipo 18650 agli ioni di litio, solitamente presenti nei laptop e disposte in moduli chiamati “brick”: 69 celle collegate in parallelo formavano un modulo e il pacco era composto da ben 99 moduli per un peso totale di 317 kg. Le celle della batteria provenivano dal Giappone e dalla Cina e poi venivano spedite in Thailandia per essere assemblate da un fornitore che era un produttore di barbecue.

    Tesla fece più test, comprese le emissioni irradiate, transitando attraverso un guado di acqua salata (50 cm di profondità). Per ragioni di sicurezza l’impermeabilità delle batterie è importante perché le infiltrazioni di acqua possono metterle KO ed in caso di piogge fortissime i suoi componenti elettrici devono essere ben sigillati.

    Gli ingegneri Tesla modificarono così tanto la tecnologia della propulsione AC che alla fine non venne utilizzato alcun brevetto dell’azienda e lo ricostruirono da zero affidando la produzione a Taiwan nella nuova fabbrica appena inaugurata da Tesla.

    Nel gennaio 2007, Tesla portò la Roadster ad Arvidsjaur, in Svezia, per vedere se poteva sopravvivere alle condizioni invernali.

    I prototipi dovevano poi subire un test di durata, che consisteva nel guidare le Roadster su una pista di ciottoli in modo da simulare 160.000 Km in sei mesi. I risultati confrontati a quelli ottenuti al computer con i simulatori dimostrarono che quest’ultimi erano assolutamente imprecisi e infatti nella realtà la trasmissione che doveva trasmettere alle ruote posteriori tutta la potenza, non riusciva mai a sopravvivere ad un tale test cedendo facilmente.

    ZENN

    Nel 2007, in Canada e più precisamente a Toronto, ZENN Motor Company (ZMC) annunciò la produzione della sua auto elettrica a due posti che era stata salutata come una mini-rivoluzione nel settore.

    Il nostro obiettivo oggi non è vendere automobili, vogliamo che i consumatori conoscano il nostro prodotto e ne comprendano le virtù. Su richiesta dei nostri concessionari americani, aggiungeremo presto al nostro catalogo un piccolo pick-up, seguito da una versione a quattro posti dello ZENN.
    Gilles Allard, vicepresidente delle operazioni presso ZENN Motor Company

    Zenn acronimo di Zero Emission No Noise, era una vetturetta (3100 mm), ad uso urbano, che poteva viaggiare fino a 40 km/h in 9,2 secondi, con un’autonomia dichiarata di 80 Km, ricaricandosi mediante la normale presa domestica da 120V bisognava contare 4 ore, invece, sono all’80% di carica. Le auto elettriche prodotte da ZENN nel 2007 furono vendute negli Stati Uniti, nella Columbia Britannica, al prezzo che di 15.995 $.

    Nello stabilimento di assemblaggio di Saint-Jérôme situato a nord di Montreal, Québec, dove lavorano una quindicina di persone, la capacità era di sole tre unità al giorno ma a seconda dell’aumento della domanda, la struttura ei suoi lavoratori erano in grado di produrre fino a 30 auto al giorno. L’intero processo richiedeva circa 16 ore (o due turni di lavoro) per un singolo ZENN.

    Il telaio proveniva dalla società Microcar con sede a Nantes, Francia e all’arrivo in Canada, la vernice era già applicata come anche l’installazione di diversi componenti, come per esempio i finestrini, le ruote, i fari ed i sedili. Il powertrain elettrico era montato nello stabilimento canadese e i lavoratori iniziavano montando le batterie al piombo in un vano specifico sotto al pianale del veicolo per poi passare al motore elettrico ed ai vari sistemi di gestione dell’energia.

    Nel 2007, per ridurre le disfunzionalità di gioventù, fu rivista la protezione della ZAP Xebra in caso di pioggia o attraversamento di pozzanghere di tutto il powertrain elettrico (convertitori da CC a CC, i controller e i caricabatterie).

    Nel frattempo in America…

    …Tesla era ferma con le quattro frecce a causa della trasmissione pur avendo collaborato con diverse aziende, tra cui XTrac e Magna International, per trovare la trasmissione ideale, ma una soluzione a due rapporti si era rivelata troppo impegnativa e le avarie si susseguivano senza che ci fosse una reale soluzione portando notevoli ritardi nella produzione e rendendo impossibile l’uscita annunciata per novembre 2007.

    Sempre a novembre, Martin Eberhard lasciò l’azienda contro la sua volontà e citò in giudizio Tesla nel 2009 per la sua estromissione e per calunnia, prima di giungere ad una conciliazione extragiudiziale i cui termini non ci sono noti. Parte dell’accordo prevedeva che Eberhard non si opponesse a che Musk, l’ex cto di Tesla JB Straubel e Ian Wright, un ingegnere parte di Tesla fin dai primi giorni, venissero definiti co-fondatori come Eberhard stesso e Tarpenning.

    Nel dicembre del 2007 al “Town Hall Meeting” indetto dal presidente e CEO Ze’ev Drori presso l’ufficio aziendale di Tesla di fronte a 100 futuri proprietari e tramite teleconferenza, annunciarono l’intenzione di spedire i primi Roadster del 2008 con le trasmissioni manuali a cambio diretto a due velocità di Magna Powertrain, provvisoriamente bloccate in seconda marcia, limitando le prestazioni dell’auto a meno di quanto era originariamente dichiarato e faceva da 0 a 100 km/h (97 km/h) in 5,7 secondi invece dei 4,0 secondi annunciati. Tesla annunciò che la modifica sarebbe stata eseguita in garanzia non appena la trasmissione finale fosse disponibile richiamando i clienti interessati.

    Dal centro di ricerca e sviluppo che contava ormai 260 dipendenti, nel febbraio 2008 iniziò la produzione della Roadster es a marzo iniziarono finalmente le consegne delle prime automobili. Lo stesso Elon Musk ricevette le chiavi del primissimo modello denominato Serie 1.5 (a differenza dei primi modelli presentati e chiamati Serie 1).

    La spartana Roadster da due posti secchi, con un piccolo vano bagagli e dallo stile aereodinamico, pesava solo 1.358 kg, permettendo di massimizzare l’autonomia dell’auto che poteva cosi percorrere nella guida urbana e con una singola carica ben 429 km. Si otteneva un tale risultato circolando in città a velocità moderate e senza toccare il freno, sfruttando la forte rigenerazione controllata dall’acceleratore. L’autonomia calava a 265 km nella guida aggressiva in autostrada. La ricarica del pacco batteria da 53 kW richiedeva circa tre ore e mezza per arrivare al 100% se collegata a una presa speciale in corrente alternata AC da 220V e 70 A. Alimentata da un motore elettrico sincrono a magneti permanenti trifase a 4 poli raffreddato ad aria con una potenza massima di uscita di 185 kW (248 CV) e una coppia quasi istantanea con un picco massimo di 273 Nm.

    Il sistema aggiornato della trasmissione monomarcia, con l’elettronica migliorata combinata al raffreddamento del motore, permise un’accelerazione da 0 a 100 km/h in meno di 4 secondi es una velocità massima volutamente limitata elettronicamente a 212 km/h e una coppia massima che arrivava a ben 380 Nm. Con questo pedigree, la Roadster faceva parte di quella classe di auto sportive che consentiva a Tesla di essere valutata nella fascia alta, alla pari di una Porsche 911 Carrera S, dunque a circa 80.000 $ – 100.000 $, ma i costi di produzione fecero salire il prezzo di acquisto a 109.000 $ costringendo i primissimi clienti che avevano già ordinato la macchina a sborsare ancora per ottenere finalmente il loro veicolo.

    In Canada, l’allora ministro dei Trasporti del Quebec, Julie Boulet, aveva recentemente annunciato un progetto pilota che consentiva ai veicoli a bassa velocità (LSV) di circolare su strade specifiche, ZTL e alle strade cittadine con un limite di velocità di 50 km/h od inferiore.

    Le modifiche al codice della strada da parte del governo Charest, annunciate in pompa magna nel giugno 2008, avevano consentito al veicolo Zenn di circolare sulle strade del Quebec e il prezzo per portarsi a casa una vettura elettrica con batterie al piombo era di 16.900 $ un prezzo non alla portata di tutti.

    Per onore di cronaca, sempre nel 2008, la carrozzeria della ZAP Xebra che era sino ad allora in vetroresina fu sostituita con una carrozzeria interamente in acciaio per aumentarne la sicurezza. Classificata come una motocicletta e non come un’auto la ZAP Xebra doveva sottoporsi a test di sicurezza meno rigorosi prima di poter essere posta in vendita. In effetti, secondo le leggi sui motocicli, gli airbag, le zone di deformazione e la maggior parte dei test di impatto non sono nemmeno richiesti. La ZAP Xebra montava freni a disco a 3 ruote senza sistema ABS, non c’erano spie luminose per guasti alla pressione dei freni o di fluido basso.

    La National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA), aveva testato su strada l’impianto frenante e durante i test, i freni della vetturetta avevano grosse difficoltà nel gestire il peso della carrozzeria in acciaio. Il veicolo non era in grado di fermarsi da una velocità di 48 km a 0 km/h entro i 16 m. La sentenza dell’agenzia governativa statunitense facente parte del Dipartimento dei Trasporti fu drastica! I veicoli dovevano essere riacquistati dalla società e distrutti (si stima che circolavano 1800 unita nel 2008).

    ZAP lavorò per rispondere e assicurare una modifica del freno per soddisfare i requisiti sulla distanza di arresto cercando di giustificarsi indicando a NHTSA che le linee guida della motocicletta erano progettate per le velocità dell’autostrada, mentre la Xebra era stata progettata per viaggiare a velocità urbane.

    Conclusione di questa puntata

    Nel 2009, i produttori dei veicoli Zenn ammisero di non essere pronti a consegnare i modelli e dopo aver sfornato qualche centinaio di veicoli, lo stabilimento canadese cessò la produzione e il CEO Ian Clifford assicurò che avrebbe adempito ai suoi obblighi di produttore e che i suoi clienti potevano continuare a ottenere il supporto tecnico necessario. Alcuni veicoli furono acquistati in particolare dalla città di Montreal per i dipendenti municipali.

    La vettura Zap Xebra non ebbe vita lunga, fu fatta a pezzi dalle recensioni per l’atroce qualità costruttiva e la sua meccanica da vecchia “golf-car” con una  fragile struttura in vetroresina, dalle prestazioni praticamente inesistenti, anche se potevano ancora avere un senso negli anni ’70, ma ormai era assolutamente al di sotto dagli standard che ci si aspettava in un veicolo stradale e la produzione cessò nel 2009.

    Benché la city car indiana Reva, non avesse niente di speciale, assomigliava alle sue cugine Zenn e Zap Xebra, ma “spoiler” nel 2008 è stata l’auto elettrica più prodotta al mondo, con trentamila esemplari.

    I ritardi dovuti ad una supply chain sparsa per il mondo, le difficoltà riscontrate nella progettazione, l’aumento del costo della produzione della Roadster che dai 25 milioni indicati nel business plan aumentò fino ad arrivare a 215 milioni di dollari, il costo delle vetture e la crisi finanziaria del 2008 che colpì brutalmente tutto il settore dell’Automotive, quasi spazzarono via Tesla Motors. Uno dei fattori che aiutò a uscire dal barato la giovane azienda californiana fu sicuramente il prestito ottenuto, sotto la presidenza di Barak Obama, dal Dipartimento di Stato americano per l’Energia di 465 milioni, che vennero interamente rimborsatoi nel 2013.

    Per Tesla il progetto della berlina di lusso a quattro porte e cinque passeggeri, poteva finalmente prendere piede!


    Per saperne di più non mancate la prossima puntata. Mi raccomando continuate a seguirci e non esitate a scrivere i vostri commenti.

    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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