Non è solo una questione di emissioni o di tecnologia più moderna. La differenza tra un motore elettrico e un motore a combustione interna nasce soprattutto da un principio fisico molto semplice: il modo in cui l’energia viene trasformata in movimento.
Quando un’auto a benzina o diesel accelera, il motore deve prima trasformare l’energia chimica del carburante in calore attraverso la combustione. Solo dopo questo passaggio il calore viene convertito in energia meccanica capace di muovere le ruote. Questo processo è inevitabilmente inefficiente perché gran parte dell’energia si disperde sotto forma di calore.
I motori elettrici funzionano in modo completamente diverso. L’energia elettrica viene trasformata quasi direttamente in movimento grazie all’interazione tra campi magnetici all’interno del motore. Meno passaggi intermedi significa meno energia sprecata.
La differenza di efficienza secondo la fisica
Secondo numerosi studi di ingegneria energetica, l’efficienza media di un motore elettrico utilizzato nei veicoli può arrivare tra l’85% e il 90%, con alcuni sistemi che superano anche il 95% in condizioni ideali. Questo significa che quasi tutta l’energia immessa nel motore viene effettivamente trasformata in movimento.
Un motore a combustione interna, invece, ha un’efficienza molto più bassa. Nella maggior parte dei casi solo il 25-30% dell’energia contenuta nel carburante viene trasformata in energia utile per muovere l’auto. Il resto viene disperso principalmente sotto forma di calore nei gas di scarico, nel sistema di raffreddamento e nell’attrito meccanico.
Questa differenza è uno dei motivi principali per cui i veicoli elettrici riescono a utilizzare l’energia in modo molto più efficiente rispetto ai veicoli tradizionali.
Meno parti meccaniche, meno energia sprecata
Un altro fattore fondamentale riguarda la struttura dei motori. Un motore a combustione è una macchina estremamente complessa: pistoni, valvole, alberi a camme, sistemi di iniezione, pompe e numerosi altri componenti devono lavorare in perfetta sincronizzazione.
Tutti questi elementi generano inevitabilmente attrito meccanico. L’attrito significa perdita di energia.
Il motore elettrico è molto più semplice. In molti casi è composto da poche parti principali: statore, rotore e sistemi elettronici di controllo. Questa semplicità riduce drasticamente le perdite di energia dovute all’attrito e aumenta l’efficienza complessiva del sistema.
La coppia immediata e la risposta del motore
Un altro aspetto spesso citato dagli ingegneri riguarda la coppia istantanea. I motori elettrici possono fornire la massima coppia praticamente da fermo. Questo significa che non devono raggiungere un certo regime di rotazione per sviluppare potenza.
Nei motori a combustione, invece, la potenza dipende dal regime del motore. Per questo motivo le auto tradizionali hanno bisogno di cambi di marcia e di una complessa trasmissione per mantenere il motore nella zona di funzionamento più efficiente.
Nel caso dei veicoli elettrici, l’erogazione di potenza è molto più lineare e immediata.
Il recupero dell’energia durante la frenata
Uno dei vantaggi più interessanti dei motori elettrici è la possibilità di recuperare parte dell’energia durante la frenata. Nei veicoli tradizionali l’energia cinetica viene quasi interamente dissipata sotto forma di calore nei freni.
Nei veicoli elettrici, invece, il motore può funzionare temporaneamente come un generatore. Questo sistema, chiamato frenata rigenerativa, trasforma una parte dell’energia cinetica dell’auto in energia elettrica che viene reinviata alla batteria.
In pratica una parte dell’energia che normalmente andrebbe persa viene recuperata e riutilizzata.
Il confronto reale tra le due tecnologie
Quando si analizza l’intero ciclo energetico – dalla produzione dell’energia fino al movimento delle ruote – gli studi mostrano che i veicoli elettrici possono raggiungere efficienze complessive molto più elevate rispetto ai veicoli a combustione.
Una ricerca pubblicata sulla rivista scientifica Environmental and Climate Technologies ha stimato che l’efficienza complessiva dei veicoli elettrici nel ciclo energetico completo può arrivare tra il 40% e il 70%, mentre per i veicoli a benzina l’efficienza complessiva spesso rimane tra l’11% e il 27%.
