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gattmes.
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(in costruzione)
Scopo di questo 3D è quello di tentare di spiegare le differenze tra uno scooter elettrico (E) ed uno con motore termico convenzionale (T).
Direi che la valutazione è doveroso dividerla in "campi".
Una parte riguarda escusivamente il motore e meccanica relativa
Un'altra riguarda l'uso inteso come rifornimento, autonomia, prestazioni, ecc.
Un'ultima parte riguarda la ciclistica, ecc.
Partiamo subito da quest'ultima.
Qua la differenza non la fa la tecnica ma il mercato. Devo scrivere subito che osservando i modelli, quindi le scelte stilistiche et simila, lo sbilancio è AMPIAMENTE a favore degli scooters T. Purtroppo i modelli in versione E sono pochi e sovente "ricavati" da quelli T.
La qualità, rifinitura, assistenza, ecc. dipendono dal costruttore/rivenditore. Ci sono scooter "made in CN" forse + faticenti come qualità/rifinitura... tuttavia si scopre poi che marche italiane in realtà costruiscono/assemblano in CN. Quindi non è il paese che determina questi parametri ma chi .. diciamo.. ne controlla la produzione.
Alcuni scooters E ben curati come ..elettronica, ecc. ... peccano in rifiniture (es. batterie/collegamenti in vista sotto la sella.. se ti cadono le chiavi... BOOMMMM).... altri ben curati come rifiniture (nell'es di prima.. copertura sagomata, ecc.) hanno centraline che si sfondano al primo problema...
ecc. ecc.
Qua rientramo nel personale... non solo per quanto riguarda lo stile.. ma anche nel modo di vedere/fare le cose.
Quindi consigli + di tanto non se ne possono dare.. se non quello di provare visionare ecc. con cura prima di un acquisto e magari chiedere a chi ne ha già x i guasti/problemi riscontrati....
Parlando di pura ciclistica ci sono versioni con ruote veramente piccole (a fronte di pesi + elevati), ammortizzatori sottodimensionati, ecc. Qua la cosa è più individuabile e quindi...
Edited by gattmes - 19/7/2007, 08:14. -
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-Motore e maccanica relativa-
Uno scooter è un veicolo (a due ruote) dove è presente un propulsore (motore) che "spinge" il mezzo.
Di norma il propulsore è collegato alla ruota posteriore.
Qua non ci sono differenze tra scooter T ed E. Tuttavia per ragioni spiegate più avanti sarebbe più fattibile un collegamento alla ruota anteriore per gli sooters E, sebbene debbano essere doverosamente ricordate quelle "bici" con motore T sopra la ruota anteriore in voga anni or sono...
Generalmente cmque si opta per la "trazione" posteriore su tutte e due i tipi [cut..]
Tipo di motore
lo scrivo anche se ovvio..
Uno scooter T è dotato di motore T, mentre uno scooter E è dotato di motore elettrico.
Nel primo di norma il combustibile, liquido o gassoso (solido è poco attuabile...) rappresenta "l'energia" che alimenta il motore, ed è stivato a bordo del veicolo in un contenitore, ovvero serbatoio.
Il motore sfutta quindi una parte (purtroppo piccola) dell'energia che si sviluppa BRUCIANDO il combustibile con il comburente.
Nell'uso "terrestre" il comburente, ovvero l'ossigeno, non viene mai stivato sul veicolo in quanto generalmente disponibile in buona quantità nell'atmosfera. Di norma non viene separato dagli altri gas costituenti quest'ultima, quindi si usa direttamente "l'aria" come comburente (con alcuni problemi legati a questa scelta.. vedi NOx) perchè la cosa più semplice!
Non entro nei dettagli di tipi di motore comunque a quest'ultimo devono pervenire sia comburente che combustibile, insieme o separati secondo il tipo, ma sempre tutti e due.
Il combustibile ossidato (bruciato) dal comburente deve poi "uscire" dal motore, ovvero i gas di scarico devono essere eliminati dal motore. Di norma non vengono stivati sul veicolo ma semplicemente espulsi nuovamente nell'atmosfera (con ENORMI PROBLEMI SULL'AMBIENTE!). Questo avviene tramite un tubo di scarico vero e proprio.
Quindi principalmente nel motore termico si hanno delle "fasi"... ovvero almeno una fase dove il combustibile / comburente vengono "caricati"... una dove il combustibile è bruciato/ossidato con il comburente... ed una fase dove il motore è svuotato dai prodotti di combustione... Questo significa che l'energia non è estratta con "fluidità" ma in precisi istanti della rotazione del motore... quindi con risultanti "tempi morti"... forti vibrazioni... stress meccanici, ecc.
All'interno del motore il combustibile viene bruciato velocemente.... praticamente cio corrisponde ad una esplosione (da cui il nome "motore a scoppio"...). Qusto implica la produzione di un forte rumore (e altra perdita energetica..) che per gran parte è "veicolato" con i gas di scarico, da cui la necessità di un trattamento insonorizzante tramite un silenziatore (tipo pistola...) detto anche "marmitta".
La combustione /scoppio comporta anche una forte generazione di calore (ovvero dove "scappa" la maggior parte di energia persa...) che deve essere "smaltito".
Di norma questo è fatto nel "medio" circostante, normalmente di nuovo nell'atmosfera quindi tramite scambiatori (di calore appunto) quali oggetti alettati o alveolati (non entro nei dettagli implementativi... tipo acqua radiatori e affini..)
Vediamo ora un motore elettrico.
Qua l'energia è fornita sotto forma di corrente/tensione. Di norma è stivata a bordo in un serbatoio "elettrochimico" (esempio batteria..).
Il motore sfutta quindi quasi la totalità dell'energia e senza bruciare nulla, quindi non c'è bisogno di ossigeno ne di aspirazione d'aria. Il funzionamento di base non cambia se ci si trova in ambito terrestre o subacqueo ... oppure nello spazio...
Ovviamente non c'è bisogno neanche dello scarico e quindi non È EMESSO NULLA NELL'ATMOSFERA (mi riferisco a sostanze "tangibili"...).
L'energia è convertita con buona fluidità sebbene esistano tipi di motori in cui si ritrovano periodi "morti" ..molto piccoli comunque ( non entro nei dettagli...). Le vibrazioni sono quindi molto ridotte.
Dal momento che non si brucia/esplode niente anche il funzionamento è molto più silenzioso.
Considerato l'alto rendimento di conversione energetico, le perdite quali la produzione di calore, sono molto più contenute (almeno un ordine di grandezza inferiori..). In molti casi (non in tutti) la "carcassa" stessa è più che sufficiente a smaltire il calore prodotto (di norma sempre nel "medio" circostante)
Ubicazione del motore
Dal momento che un motore E è molto più semplice di un motore T, esistono dei motori che sono "costruiti" all'interno della ruota stessa.
Qua c'è quindi una differenza: su uno scooter elettrico puoè essere apparentemente assente la zona motore sul telaio.. in quanto questo puoè essere integrato nel cerchione. Tale motore prende di norma il nome di HUB motor. La cosa è improponibile per un motore T.. basta pensare a problemi come la marmitta... l'apporto di combustibile... ma sopra tutto di aria (la ruota ..essendo "per terra" ... si trova in una zona dove una semplice pioggia potrebbe dare problemi di alimentazione...)
Nel caso in cui non sia impiegato l'HUB il motore è posizionato a bordo del veicolo, solitamente nella zona dove di norma è ubicato quello termico. Le dimensioni tuttavia possono essere più contenute data la minor complessità sia realizzativa che di funzionamento.
Trasmissione del moto verso la ruota
Motore termico:
di norma i motori termici devo stare sempre in movimento, dato che la funzione di riempimento/svuotamento sono operate tramite la rotazione stessa del motore con opportuni "valvolismi" meccanici ... e dato che queste ..."fasi" non producono energia, ovvero movimento, ma la consumano, ovvero frenano rallentano la rotazione.
C'è quindi una velocità di rotazione minima oltre la quale il motore non si ..."suspinge" tra una esplosione e la successiva e quindi si arresta (che sta appena sotto il "regime minimo" che è quello a vuoto raggiungibile con un buon margine di continuità nel movimento...)
Dal momento che durante l'uso stradale i veicoli necessitano di fermarsi.. e congiuntamente al fatto che di norma i motori termici non possono essere riaccesi in tempi brevissimi.. e contemporaneamente a richiesta di carico (ovvero pretendendo di accelerare contestualmente il veicolo...) si ricorre dicevo di norma ad organi che permettono lo "stacco" del movimento tra il motor e la/le ruota/e motrice/i.... Di norma questo organo permette uno stacco/riattacco dolce/parziale.. (ovvero ha funzione di "trascinamento" oltre che di stacco/riattacco "secco") e si chiama "frizione"
I motori termici poi hanno problemi di forza sviluppata (coppia ), potenza, consumi.. e sopratutto EMISSIONI NOCIVE che variano secondo il regime di rotazione e lo sforzo richiesto... inoltre non tutte queste cose hanno andamento identico (ovvero non esiste un regime ottimo per tutte contemporaneamente...)
Di conseguenza serve un organo che "riequilibri" il regime di rotazione con le esigenze di velocità ed uso del veicolo (es salite..), ovvero di un "cambio" o "variatore".
Vediamo ora per i motori E.
Di norma possono essere fermati ed avviati istantaneamente (tranne alcuni tipi) ed inoltre a bassa velocità si ottengono prestazioni di tutto rispetto (dipende dai tipi).
Solitamente quindi è omessa la frizione.
Dal momento che i parametri elettrici permetto normalmente di definire abbastanza bene i parametri meccanici, di norma sono ridotte le funzioni a cui il cambio deve assolvere.. e generalmente è anche omesso o! Talvolta è limitato a semplice funzione di avanti/indietro .. sebbene gran parte dei motori elettrici possono ruotare ANCHE a rovescio e quindi questa operazione puoè essere assolta anche "elettricamente"... Quindi può essere presente una sola riduzione di giri per adattare il campo di regime del motore a quello della ruota.
Di norma sugli scooter quindi non esiste ne cambio ne frizione ed il motore è "sempre in presa" con la ruota motrice
Dal momento che costruttivamente si possono o meno ottenere alcune prestazioni di "coppia" particolari già a motore appena... diciamo... "avviato" in taluni casi pure la riduzione di giri è omessa, cosa che facilita ulteriormente la realizzazione di un motore HUB (nota alcuni HUB, solitamente in uso su bici, hanno la riduzione integrata nell'HUB stesso tramite ingranaggi)
Eliminando cambio e riduzioni si elimano organi "energhivori", diminuendo così i consumi e aumentando le prestazioni del veicolo
Edited by gattmes - 28/8/2007, 11:55. -
gattmes.
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Allora ricapitoliamo un attimo le differenze salienti.
(NB In rosso i dato + negativi, in verde quelli + positivi)
Descrizione...........................................Sc T............................. Sc E
Alimentazione....................................... Combustibile........... Energia elettrica
Aspirazione (aria)............................................ SI..................... NO
Espulsione gas scarico............................... SI...................... NO
Inquinamento atmosferico alto....................SI.....................ASSENTE
Rumore/inquinam. acustico alto................ SI..................... NO
Calore generato alto....................................... SI...................... NO
Cambio/variatore/frizione.............................. SI................... Non necessario
Spazio motore sul veicolo............................ SI................... Non necessariamente (dipende)
Volume "serbatoio" contenuto.................... SI.................... NO/SI
Autonomia decente (100-200km).............. SI................... Ottenibile (")
Rifornimento veloce (meno 10 min)........... SI.....................NO
Rifor. parz. veloce (10% in 10 min)............ SI.................. Ottenibile (")
Disp rifornimenti su territorio..........................SI.................NO(99%casi)
Facilità recupero se "a secco".....................SI.................NO:BISOGNA SPINGERE! ("")
Peso nella norma............................................... SI................... Ottenibile (")
Costo di acquisto................................................Basso.................Alto
Costo energetico a km....................................Alto................Bassissimo
Costo manutenzione....................................Alto................Basso
Agevolazioni tasse/Assicurazione..........NO................SI/dipende polizza
(") Gli scooter al momento in vendita (EU/CH) non raggiungono questo valore. Tuttavia è tecnicamente possibile (vedi mio...) ottenere questi valori.
("") eccetto il mio..
Edited by gattmes - 19/7/2007, 08:17. -
gattmes.
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The does and don’t..
per chi ama l'inglese... cioè circa quello che si dovrebbe fare e quello che non si dovrebbe fare....
"Serbatoio"...
Svuotamento...
Scooter T: generalmente non ci sono problemi circa il livello del "carburante". Le prestazioni praticamente non cambiano se si viaggia con serba pieno o in riserva.. tuttavia in riserva c'è sempre + probabilità di "pescare" schifezze/residui depositati solitamente sul fondo. Parlando invece di "vita" non ci sono variazioni di durata del veicolo.
Scooter E: Le bat a tutt'oggi (e domani..) in uso presentano un peggioramento di prestazioni tanto + sono scariche. Di norma [omissis...] l'elettronica, ecc. "va dietro" questa cosa... cosi' talvolta a bat scarica o quasi certe accelerazioni.. ma soprattutto salite non si possono affrontare...
Parlando invece di "vita" le stesse bat di cui sopra risentono di una riduzione sensibile (e NON proporzionale) di cicli di carica scarica tanto più la percentuale di scarica (DOD) si aprossima al 100%
Quindi le bat andrebbero scaricate il meno possibile [omissis..] ..NON al 100% ..sarebbe meglio evitare anche quote oltre il 70-80%.
Normalmente, vista la già scarsa autonomia, questo va contro l'uso pratico (usare bat al 70% significa ridurre l'automia -già bassa -di un ulteriore 30% circa .. e cosi' via..)
Riempimento...
Scooter T: generalmente non ci sono problemi circa il riempimento parziale e o totale del serba. Di norma si può riempirlo totalmente in qualche minuto senza problemi. Si può riempire, anche parzialmente, partendo da qualsiasi livello senza differenze di sorta in prestazioni/vita.
(non si hanno generalmente preoccupazioni per questa operazione. Le uniche sono espressamente di tipo logistico/economico.)
Scooter E:
(...qua una prima nota dolente...)
Premessa: parlando di effetto della ricarica è doveroso fare un cenno circa certi tipi di bat, quali le Nichel Cadmio, che risentono di un certo effetto memoria... Tuttavia le "altre" bat in genere in uso ad oggi (e domani..) non presentano questo fenomeno.
La ricarica può (quindi..) avvenire praticamente in ogni condizione di stato di carica (SOC) della bat. Tuttavia questa NON può essere velocissima.. e nemmeno veloce!
Qua bisogna fare un "distinguo": Ci sono 2 problematiche circa la ricarica veloce
1) riguarda la bat in se... sebbene ogni giorno si riscontrano miglioramenti in tal senso, vuoi per "cambio" di tipo/chimica delle bat, vuoi per tecnologia costruttiva et simila su uno stesso tipo/chimica
NB Non entro in dettagli tecnici. Per approfondimenti rimando al 3D batterie FAQ
2) riguarda la "fonte" di ricarica. Stivare un paio di chilowatt-ora (Kwh) in un tempo diciamo ancora alto di 1 ora... corrisponde appunto a "2 chilowatt-ora" (Kwh) ... ovvero al consumo dalla rete elettrica di 2kw costantemente per un' ora. Se consideriamo che le utenze domestiche residenziali sono max 3kw (se è di più non è più residenziale, quindi i costi lievitano e di non poco...) ma talvolta sono anche meno, è facile capire che durante questa già lunga ricarica per la rimanente utenza ne rimangono pochi di watt a disposizione (non funziona neanche la lavatrice...). Se i minuti da 60 si riducono ulteriormente..esempio a 6... ovvero di 10 volte, vuol dire che i 2Kwh dovranno essere stivati tutti in quel 1/10 di tempo (6 minuti), quindi il consumo "orario" si eleva di altrettanto, ovvero 20kw! (si "consumerà" però 20kW per soli 6 minuti .. e ciò equivale ad un consumo orario medio di 2kwh... esendo 0kw per gli altri "54"....)
Stiamo parlando ormai di utenza industriale... È chiaro che la cosa è eventualmente fattibile a livello "distributore stradale" (colonnina.. centro commerciale... ecc.) o al limite "condominiale".. ma non tanto a livello "domestico".
Completo brevemente (magg info bat FAQ) dicendo che in prossimità del "pieno" e generalmente necessario ridurre la potenza/corrente di ricaricà.. cosl comunque sia gli ultimi 5-10% richiedo tempi lunghi... talvolta comparabili con il tempo necessario a ben oltre il 50% (es in 3 ore ricarichi 80% e in 2 il rimanente..figuriamoci poi in quelle applicazioni CB definiti 6-8 ore... in reltà ce ne vorrebbero ben + di 12 per questo obbiettivo)
Quindi di norma si finisce per staccare sempre il CB quando la bat è ancora lontana dal 100%...
Edited by gattmes - 19/7/2007, 08:18. -
gattmes.
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The does and don’t.. (continua...)
"Indicatore carburante/batteria"...
Scooter T: generalmente i problemi che si riscontrano sono di 2 tipi.
Il primo è "dinamico" e legato all'assetto del veicolo.. o a componeti accelerative. Durante la marcia per via di salite discese curve ma anche accelerazione e frenate il "livello" rilevato dal sensore del serba viene modificato in + e in -.
Tuttavia semplici accorgimenti, quali una certa "inerzia" appositamente voluta sull'indicatore, arginano il fenomeno e la lettura "media" viene attuata.
Il secondo e di tipo dimensionale, ovverso da una parte il serba può assumere forme varie che non fanno coincidere i litri con i cm di "altezza" del liquido contenuto, dall'altra lo stesso misuratore potrebbe avere problemi di linearità. Meno problemi con carburanti gassosi, nel caso sia rilevata la pressione.
Talvolta opportune tarature/compensazioni del misuratore permettono di rinormalizzare la lettura.
Di norma gli indicatori hanno quindi una certa affidabilità anche se difficilmente qualcuno si "spinge" a mettere i litri (o decilitri) sulla scala.....
Scooter E:
(...qua una grande nota dolente...)
Purtroppo la misura dell'energia residua in una batteria (parlo di misura SERIA... non di "pagliativi" o stime..) è tutt'altro che facile.. in tal caso direi anche ... tutt'altro che "realizzabile".
In realtà in certi casi una misura, non elettrica, è fattibile. Per esempio su bat al piombo con elettrolita liquido (es bat auto) un opportuno densimetro permette di misurare con buona accuratezza il livello di carica tramite la misura della densità dell'elettrolita. Recentemente una ridotta versione di questa tecnica è stata implementata su molte bat di "avviamento" e di norma su una singola cella (una bat Pb da 12V nom ha 6 celle..)
Tuttavia in altri casi questa tecnica è di scarsa applicabilità... basta pensare a bat AGM o ancor peggio a GEL
Da un punto di vista elettrico la misura è generalmente complicata e inattendibile. Mai come su questi veicoli (con scarsa autonomia intrinseca) serve sapere con precisione se si è in grado di percorrere gli ultimi km o meno..
La tensione ovviamente cambia con lo stato di carica (vedi bat FAQ)... Molti "misuratori"
utilizzano questo fenomeno per la misura dell'energia residua....
...tuttavia la tensione della bat cambia anche in funzione di quanto il motore/carico assorbe... a complicar le cose in genere alcuni veicoli hanno la frenata rigenerativa. A poco serve "compensare" la lettura in funzione della corrente erogata (o assorbita..). La caduta interna della bat cambia con lo stato di carica, quindi dovrebbe cambiare la compensazione introdotta.
Ammesso di fare anche questo... la caduta cambia in funzione della temperatura!
Certo che data una batteria si potrebbero conoscere questi parametri (un bel po di misurazioni da fare...), MA:
tutto cambia ANCHE con la vita della bat... e non solo con i cicli di carica/scarica (tra l'altro bisognerebbe vedere con che profondità DOD...) ma anche proprio con "l'età" stessa della bat..
Altro sistema + attendibile (che risale alla mia "preistoria" .... anche se oggi si ritrovano dei microcircuiti già belli e fatti con questa funzione) consiste nel misurare l'energia prelevata.. sottraendola magari a quella reintrodotta (rigenerativo o CB) con qualche compensazione.. in pratica si "conta" la corrente e il tempo per cui passa, assumendo la tensione circa costante (come il contatore di energia elettrica di casa, quindi).
Tuttavia ciò funziona in parte per via del fatto che la capacità della bat si riduce sia in funzione della temperatura sia della vita.. A complicar le cose in certe batterie e più precisamente in quelle base piombo (quelle + comuni ad oggi...) la capacità si riduce all'aumentare della corrente richiesta e non di poco: basta pensare che in una bat con una certa capacità nominale (di norma definita in una scarica LENTA di 20 ore) questa è ridotta a circa meta nella scarica di 1 ora (+ o - quella relativa ad un uso pratico...)
Ovviamente si può usare un ... "inviluppo" dei due sistemi, ecc.
Un simile sistema è talvolta usato sui PC portatili con una variante. In pratica è "preimpostata" la capacità della bat e si verifica quanta "energia" ne viene prelevata.. Tuttavia se la bat raggiunge una tensione PRIMA del previsto, allora si riaggiorna (generalmente in modo INDELEBILE) la capacità disponibile.. che diventa la "nuova" capacità fino al ... successivo degrado... Ecco perchè la capacità max scende inesorabilmente dal 100% iniziale indicato.
Insomma la vera nota dolente (che permane anche con bat + performanti, anche se talune chimiche sono meglio gestibili) sugli scooter E è l'indicazione del "livello carburante".... -
gattmes.
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Ecco allora una secomnda tabella con ulteriori differenze "salienti".
(NB In rosso i dati + negativi, in verde quelli + positivi)
Descrizione.........................................................................Sc T............................................... Sc E
Livello carburante nel serbatoio............................non influisce su prestazioni.............influisce su prestazioni
Rifornimenti parziali (0-15%) "biberonaggio".........................SI...................................................SI
Riforn. parziali (0-15%) veloci (5-10 minuti max)..................SI..............................................Ottenibile (")
Riforn. totali (oltre 80%) veloci (5-10 minuti max).................SI................................................ NO
Indicatore livello carb. attendibile (errore entro 10%).........SI................................................ NO
"Riserva" carburante affidabile/certa.......................................SI................................................ NO ("")
(") Gli scooter al momento in vendita (EU/CH) solitamente non raggiungono questo valore. Tuttavia è tecnicamente possibile ottenere questi valori.
("") Tecnicamente sarebbe possibile con qualche stratagemma
Edited by gattmes - 19/7/2007, 12:31.
Nozioni "base" circa gli scooter elettrici..... e non solo |