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Motori delle ruote per guidare gli autobus olandesi
Una società con sede nei Paesi Bassi chiamata e-Traction ha sviluppato un nuovo tipo di autobus ibrido che utilizza motori elettrici sulle ruote per migliorare l'efficienza e un sistema GPS per ridurre l'inquinamento nelle aree congestionate di una città. L'autobus è un ibrido di serie: un generatore diesel carica una batteria, che a sua volta fornisce elettricità a due motori, uno in ciascuna ruota posteriore. Grazie soprattutto ai suoi motori sulle ruote, l'autobus può viaggiare il doppio di un autobus convenzionale con un litro di diesel, afferma Arend Heinen, che è sia un ingegnere che un portavoce dell'azienda. Ciò si traduce in una riduzione del consumo di carburante del 50 percento. La società si è aggiudicata contratti per l'ammodernamento di sette autobus commerciali con la sua tecnologia, con il primo che sarà completato il mese prossimo.
Pendolare ibrido: Uno degli autobus che e-Traction ha adattato con il suo sistema ibrido prototipo è mostrato sopra (in alto). L'azienda sta ora aggiornando gli autobus per uso commerciale. Dietro il coprimozzo (in basso) c'è il motore che rende possibile il nuovo ibrido.
I motori sulle ruote esistono da tempo: sono stati utilizzati in diverse concept car e veicoli sperimentali di bassa produzione. Ma con l'eccezione delle biciclette elettriche, l'idea non ha mai trovato la sua strada in un veicolo di serie, afferma John Boesel, presidente e CEO di Calstart , un'organizzazione non profit con sede a Pasedena, in California. L'uso del sistema e-Traction negli autobus commerciali sarebbe un passo avanti verso un uso più diffuso.
Come con altri autobus ibridi, migliaia dei quali sono già in uso negli Stati Uniti, il design di e-Traction consente di risparmiare carburante catturando energia dalla frenata, utilizzandola per generare elettricità che può essere successivamente utilizzata per l'accelerazione. I motori sulle ruote conferiscono un ulteriore risparmio eliminando la necessità di trasmissione, differenziale e relative parti meccaniche. Ciò riduce sia il peso complessivo dell'autobus che le perdite di energia dovute all'attrito. Gli autobus ibridi in genere vedono riduzioni del consumo di carburante di circa il 25-30 percento rispetto agli autobus convenzionali, ma il design di e-Traction offre una riduzione del 50 percento. In determinate condizioni, a basse velocità nel traffico con frequenti arresti e ripartenze, alcuni altri autobus ibridi hanno registrato miglioramenti simili in termini di risparmio di carburante. I motori sulle ruote possono anche migliorare la trazione consentendo un controllo preciso su ciascuna ruota e consentono una maggiore flessibilità nella progettazione del veicolo poiché non è necessario collegare meccanicamente le ruote a un motore.
L'autobus incorpora anche un sistema basato su GPS che cambia il modo in cui opera nelle aree congestionate. Nel funzionamento ordinario, il generatore si accende e si spegne mantenendo la batteria in uno stato di carica ottimale. Ma quando il sistema GPS rileva che l'autobus è entrato in una zona della città solitamente molto trafficata, il generatore si spegne per ridurre le emissioni. La batteria immagazzina energia sufficiente per far avanzare l'autobus per un'ora senza che il generatore funzioni per ricaricarlo.
L'innovazione chiave di E-Traction, afferma Heinen, è nel design del suo motore ruota. In genere, i motori elettrici sono progettati per girare molto più velocemente della velocità delle ruote per generare la potenza desiderata. Ma tali motori richiedono ingranaggi per ridurre i giri al minuto, il che aggiunge complessità e diminuisce l'efficienza. L'azienda ha eliminato la necessità di questi ingranaggi progettando un motore di grande diametro in grado di fornire la coppia necessaria a bassi regimi.
I motori sulle ruote hanno avuto un successo limitato in passato. In parte, è perché è stato difficile coordinare i motori che non hanno collegamenti meccanici tra loro, un problema che l'azienda afferma di aver risolto sviluppando un sistema di controllo elettronico proprietario. Ma potrebbero esserci problemi rimanenti. Mettere i motori nelle ruote richiede maggiori sollecitazioni alla sospensione (deve essere più forte per resistere alle ruote molto più pesanti) e può rendere il motore e l'elettronica più vulnerabili ai danni, entrambi i quali possono ridurre l'affidabilità. C'è poco tra la ruota e le buche, afferma Bill Van Amburg, vicepresidente senior di Calstart. Dan Pederson, ricercatore presso il Laboratorio Nazionale Energie Rinnovabili , afferma che il grande motore nella ruota è probabilmente molto costoso, il che potrebbe rendere difficile giustificare il sistema senza sussidi governativi.
Heinen afferma che quattro anni di test su un sistema prototipo hanno convinto l'azienda che i problemi di affidabilità sono stati risolti e che i costi per il motore potrebbero diminuire con una produzione su larga scala. Oltre agli autobus ibridi, e-Traction sta lavorando su camion della spazzatura ibridi e sta aggiornando un SUV Mercedes G nel tentativo di entrare nel mercato delle autovetture.