Le auto con range extender combinano la trazione elettrica con un motore termico utilizzato per produrre energia. L’obiettivo è mantenere le caratteristiche di guida tipiche di un motore elettrico e, allo stesso tempo, aumentare la flessibilità nei viaggi più lunghi grazie alla presenza di un generatore alimentato a carburante.
Questa architettura è meno diffusa in Europa rispetto alle elettriche pure, alle full hybrid e alle plug-in hybrid, ma è interessante perché affronta in modo diverso il problema dell’autonomia. Le ruote vengono mosse dal motore elettrico, mentre il propulsore termico interviene nella produzione di energia invece di rappresentare necessariamente la fonte diretta della trazione.
Non tutti i sistemi di questo tipo sono però uguali. Un range extender ricaricabile alla spina, come quello della Mazda MX-30 R-EV, va distinto da soluzioni ibride in serie come Nissan e-POWER, che utilizzano un principio affine per la trazione ma non prevedono la ricarica esterna della batteria.
Auto con range extender: come funzionano
Il principio di un range extender è relativamente semplice. Il motore elettrico muove le ruote, mentre il motore termico viene utilizzato per azionare un generatore e produrre energia elettrica. Il propulsore a combustione non deve quindi necessariamente seguire direttamente la velocità delle ruote come avviene in un’auto termica tradizionale.
Lo schema energetico può essere riassunto così:
- batteria → motore elettrico → ruote, quando viene utilizzata l’energia accumulata;
- carburante → motore termico → generatore → sistema elettrico → motore elettrico → ruote, quando interviene il range extender.
La gestione effettiva dell’energia cambia però in base al modello. L’elettricità prodotta dal generatore può essere utilizzata per alimentare il motore di trazione, gestire lo stato di carica della batteria o entrambe le cose secondo la strategia prevista dal costruttore.
Range extender, REEV e ibrido in serie: quali sono le differenze?
I termini range extender, REEV e ibrido in serie vengono spesso utilizzati come se indicassero esattamente la stessa tecnologia, ma è utile fare alcune distinzioni.
Con REEV, acronimo di Range Extended Electric Vehicle, si indica generalmente un veicolo nel quale la trazione è elettrica e un motore termico viene utilizzato per estendere l’autonomia producendo energia. Alcuni modelli dispongono di una batteria ricaricabile anche dalla rete elettrica e possono quindi percorrere una parte degli spostamenti utilizzando l’energia caricata tramite presa o colonnina.
Un ibrido in serie utilizza invece uno schema nel quale il motore termico produce energia elettrica e la trazione alle ruote è affidata al motore elettrico. Il sistema può essere progettato senza possibilità di collegare l’auto alla rete.
È proprio quest’ultimo il caso della tecnologia Nissan e-POWER. Il principio della trazione presenta evidenti analogie con quello di un range extender, ma Nissan la propone come tecnologia ibrida: l’auto non viene collegata a una colonnina e il motore a benzina produce a bordo l’energia richiesta dal sistema.
Serve la colonnina per un’auto con range extender?
Dipende dal tipo di sistema. Non tutte le auto nelle quali il motore termico viene utilizzato come generatore funzionano allo stesso modo.
Un modello come la Mazda MX-30 R-EV dispone di una batteria che può essere ricaricata anche dalla rete elettrica. In questo caso il proprietario può collegare l’auto a casa o a una colonnina e utilizzare il motore termico come generatore quando previsto dalla gestione del sistema.
La tecnologia Nissan e-POWER, invece, non richiede una ricarica esterna. Il conducente rifornisce l’auto di benzina e il sistema gestisce autonomamente produzione, recupero e utilizzo dell’energia elettrica.
La presenza o meno della ricarica alla spina è quindi una delle differenze più importanti da considerare quando si confrontano queste architetture.
Range extender: vantaggi
Il principale vantaggio di un’auto con range extender è la possibilità di mantenere una trazione elettrica senza affidare necessariamente tutta la percorrenza disponibile alla sola energia inizialmente immagazzinata nella batteria.
Tra i principali punti di forza si possono considerare:
- risposta fluida e immediata del motore elettrico;
- possibilità di estendere la percorrenza utilizzando carburante;
- minore dipendenza dalla disponibilità immediata di una colonnina durante i lunghi viaggi;
- possibilità di gestire il funzionamento del motore termico indipendentemente dal collegamento meccanico con le ruote;
- nei modelli REEV plug-in, possibilità di utilizzare per gli spostamenti quotidiani l’energia caricata dalla rete.
Non è invece corretto considerare automaticamente un range extender più economico, potente o efficiente di qualsiasi auto termica, elettrica o plug-in. Consumi, emissioni, prestazioni e costi dipendono dal singolo modello e soprattutto dal modo in cui viene utilizzato.
Range extender: svantaggi
La maggiore flessibilità comporta anche alcuni compromessi. Rispetto a un’auto elettrica a batteria, il veicolo deve integrare non soltanto motore elettrico e batteria, ma anche motore termico, generatore, serbatoio e relativi sistemi ausiliari.
Tra gli aspetti da considerare ci sono:
- maggiore complessità rispetto a una BEV;
- presenza di un motore termico che richiede manutenzione;
- peso aggiuntivo dovuto ai diversi componenti del sistema;
- emissioni allo scarico quando il motore a combustione è in funzione;
- consumi di carburante che possono diventare rilevanti quando il veicolo percorre lunghe distanze affidandosi prevalentemente al generatore.
Il vantaggio energetico non è quindi automatico. Nei modelli ricaricabili, per esempio, il risultato dipende molto dalla frequenza con cui la batteria viene effettivamente caricata dalla rete e dalla quantità di strada percorsa utilizzando il motore termico come generatore.
Mazda MX-30 R-EV: il range extender con motore rotativo
Uno degli esempi più particolari è la Mazda MX-30 R-EV. Il modello utilizza un motore elettrico per la trazione e un compatto motore rotativo Wankel come generatore.
La particolarità non riguarda soltanto il tipo di motore termico. La MX-30 R-EV dispone infatti di una batteria ricaricabile esternamente: può quindi essere collegata alla rete elettrica e utilizzata sfruttando l’energia accumulata, mentre il motore rotativo permette di estendere la percorrenza quando necessario.
Per approfondire funzionamento, autonomia e comportamento del sistema è disponibile anche la prova su strada della Mazda MX-30 R-EV.
Nissan e-POWER: simile a un range extender, ma senza ricarica alla spina
Un caso differente è rappresentato dalla tecnologia Nissan e-POWER. Anche in questo sistema le ruote vengono azionate dal motore elettrico e il propulsore a benzina viene utilizzato per produrre energia, ma l’auto non viene ricaricata collegandola alla rete.
L’energia prodotta dal motore termico viene gestita attraverso il sistema elettrico e può essere destinata alla batteria, al motore elettrico di trazione o a entrambi secondo le necessità. Il conducente continua quindi a effettuare il normale rifornimento di benzina, mentre la gestione energetica avviene automaticamente a bordo.
La tecnologia viene utilizzata su modelli come Nissan Qashqai e Nissan X-Trail. Sul Qashqai il sistema e-POWER è stato inoltre profondamente aggiornato, mantenendo il principio della trazione elettrica senza necessità di collegare il veicolo a una presa.
Per conoscere nel dettaglio l’evoluzione più recente della tecnologia è possibile consultare l’approfondimento sul nuovo Nissan Qashqai e-POWER.
Range extender e mercato cinese
Se in Europa questa architettura rimane relativamente poco diffusa, in Cina i veicoli ad autonomia estesa hanno assunto un ruolo molto più importante. La tecnologia viene utilizzata soprattutto su SUV e modelli di grandi dimensioni, dove permette di combinare la risposta della trazione elettrica con un’elevata autonomia complessiva.
La diffusione sul mercato cinese mostra anche come il range extender non debba essere considerato soltanto una tecnologia del passato. Accanto alle auto elettriche a batteria e alle differenti forme di ibridazione, l’architettura ad autonomia estesa continua a rappresentare una soluzione specifica per chi cerca trazione elettrica e maggiore flessibilità sulle lunghe distanze.
Range extender, elettrica, full hybrid e plug-in: cosa cambia
| Tecnologia | Chi muove le ruote | Motore termico | Ricarica esterna |
|---|---|---|---|
| BEV | Motore elettrico | Assente | Sì |
| REEV / range extender plug-in | Motore elettrico | Produce energia | Sì |
| Ibrido in serie / e-POWER | Motore elettrico | Produce energia | No |
| Full hybrid | Motore termico ed elettrico secondo l’architettura | Può contribuire alla trazione | No |
| Plug-in hybrid | Motore elettrico e/o termico secondo l’architettura | Può contribuire alla trazione | Sì |
La differenza fondamentale è quindi nel percorso seguito dall’energia. In una BEV non esiste un motore termico. In un range extender la trazione rimane elettrica e il motore a combustione serve a produrre energia. Nelle architetture ibride tradizionali, invece, il motore termico può anche partecipare direttamente alla propulsione del veicolo.
Auto range extender di ieri e di oggi
Il concetto di autonomia estesa non è nuovo. Uno degli esempi più conosciuti è la BMW i3 REx, che affiancava alla trazione elettrica un piccolo motore a benzina utilizzato per aumentare la percorrenza disponibile. Anche modelli come Opel Ampera e Chevrolet Volt hanno contribuito alla diffusione di architetture elettrificate ad autonomia estesa, pur utilizzando soluzioni tecniche più articolate e non perfettamente sovrapponibili a un REEV puro.
Oggi la Mazda MX-30 R-EV rappresenta uno degli esempi più caratteristici di range extender ricaricabile, mentre Nissan e-POWER applica un principio affine alla trazione elettrica all’interno di un sistema ibrido che non richiede la ricarica alla spina. A questi si aggiungono numerosi modelli destinati soprattutto al mercato cinese.
FAQ sulle auto con range extender
Cos’è un range extender e come funziona?
Un range extender è un sistema nel quale un motore termico viene utilizzato per produrre energia elettrica e aumentare la percorrenza disponibile. Nelle configurazioni REEV la trazione alle ruote è affidata al motore elettrico, mentre il propulsore a combustione svolge il ruolo di generatore.
Range extender e auto ibrida sono la stessa cosa?
Non esattamente. Un veicolo con range extender combina componenti elettrici e termici e può rientrare nelle categorie dei veicoli ibridi, ma si distingue dalle architetture nelle quali il motore a combustione contribuisce direttamente alla trazione. È inoltre necessario distinguere i REEV ricaricabili dai sistemi ibridi in serie non plug-in.
Serve una colonnina per ricaricare un’auto con range extender?
Dipende dal modello. La Mazda MX-30 R-EV, per esempio, dispone della ricarica esterna della batteria. Un sistema come Nissan e-POWER, invece, non viene collegato alla rete: l’energia necessaria viene prodotta e gestita a bordo insieme al recupero energetico.
Quali sono i vantaggi e gli svantaggi del range extender?
Il principale vantaggio è la possibilità di mantenere la trazione elettrica aumentando la flessibilità sulle lunghe distanze grazie al generatore termico. Gli svantaggi sono la maggiore complessità rispetto a una BEV, il peso dei componenti aggiuntivi, la manutenzione del motore termico e la presenza di consumi ed emissioni quando viene utilizzato il carburante.
Quali auto utilizzano il range extender?
Tra gli esempi più conosciuti c’è la Mazda MX-30 R-EV, con motore rotativo Wankel utilizzato come generatore. Storicamente la tecnologia è stata impiegata anche sulla BMW i3 REx. Nissan Qashqai e X-Trail e-POWER utilizzano invece un’architettura ibrida in serie affine nel principio della trazione, ma senza ricarica esterna della batteria.