Sommario

L'Era industriale pre-Marchionne: quando l' Italia faceva (o tentava) innovazione. Documentazione, curiosità e informazioni varie sulla prima automobile FIAT (1998) a trazione puramente elettrica non direttamente derivata da una versione a motore termico.

Ormai da qualche anno ci stiamo abituando ad analizzare e ammirare le prime automobili full-electric in strada; ma sono veramente le prime? E soprattutto, che fine ha fatto l'inventiva italiana? Perchè la FIAT ha presentato la Cinquecento elettrica solo in America?

In questo mio primo articolo su EY proverò a riassumere alcune informazioni che avevo trovato tempo fa e che mi hanno poi aiutato a diventare felice possessore della mia stupenda 'Eli'. Questo non solo per il mio innato esibizionismo e la voglia di promuovere, nel mio piccolo, la mobilità elettrica, ma anche e soprattutto perchè per me ha rappresentato e rappresenta un incredibile laboratorio su ruote nel quale sperimentare e sfogare la mia voglia di DIY.

Insomma ritengo che procurarsi un veicolo elettrico da sistemare sia ormai alla portata di molti, e credo che questo aspetto della mobilità elettrica sia al momento trascurato su ElectroYou: c'è l'opportunità, anche restando conformi al codice della strada, di sperimentare innumerevoli soluzioni elettroniche, elettrotecniche, informatiche e non solo. Dalla gestione delle batterie al progetto o riparazione dell'inverter, per non parlare di display evoluti e mille altre soluzioni realizzabili con Arduino o simili: molto si può sperimentare su un veicolo elettrico!

Le auto elettriche italiane

L'assenza attuale dei costruttori italiani dall'offerta di auto elettriche è una scelta 'recente', figlia soprattutto della discutibile opinione di Sergio Marchionne, che ha più volte ripetuto di non credere che l' auto elettrica abbia un futuro meritevole degli investimenti necessari. Salvo poi progettarla e proporla per il mercato americano (ma solo perchè costretto dalle normative locali...).

In passato invece qualche tentativo precoce, addirittura prematuro, di introduzione di veicoli elettrici c'è stato; la maggior parte di questi tentativi furono probabilmente stimolati (specie quelli marchiati FIAT) da appoggi politici con relativi finanziamenti, che oggi possiamo definire del tutto sprecati. Si trattava infatti di veicoli dal costo elevatissimo, e ovviamente basati su batterie al piombo e quindi con gravi problemi di autonomia ed affidabilità. Di conseguenza questi veicoli furono acquistati soprattutto da enti pubblici (quindi con soldi nostri..) e finirono spesso precocemente la loro carriera, abbandonati in qualche autorimessa o peggio rottamati.

Qualche modello di veicolo sviluppato da ditte di minori dimensioni comunque fu realizzato, ma si trattava per lo più di piccoli quadricicli. Inoltre ci furono vari motocicli o ciclomotori elettrici, dei quali forse il primo fu il Garelli Katia elettrico, un ciclomotore

Ma andiamo per ordine...

Zagato Zele

Questa fu probabilmente la prima autovettura elettrica italiana.

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Io l'ho conosciuta grazie all'avventura di un altro appassionato, che ne ha scritto su energeticambiente: Zele

Costruita dai primi anni 70 fino agli anni 80, in 3 versioni (500, 1000 e 2000). Carrozzeria in vetroresina, la 1000 aveva motore 24V 1kW, 3 velocità + retro, 4 batterie da 12V 160Ah per un totale di circa 7,7kWh nominali. Peso 550kg. Ricordo che per l'effetto Peukert questo corrisponderebbe a circa 3-3,5kWh realmente utilizzabili con scarica totale (che è meglio comunque evitare col Pb)

L'autonomia dichiarata era di 70km, probabilmente ottimistica visto che corrisponderebbe a un consumo di soli 50Wh/km

Ho citato la Zele perchè, anche se equivalente come dimensioni e prestazioni alle attuali minicar (che sono quadricicli e non autoveicoli), era allora immatricolata con targa auto.

FIAT Panda Elettra

Fonte: tesi di Maria Gentile tesi

Nel 1990 la Fiat presentò, come prima vettura elettrica di serie, la “Panda Elettra” a due posti.

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Alimentata da un pacco batterie al piombo di 72 V (12 moduli di accumulatori a 6V con una capacità di 160 Ah) era in grado di raggiungere una velocità massima di 70km/h, consumando circa 0.15 kWh/km andando ad una velocità costante di circa 70 km/h, 0.19 kWh/km in condizioni di traffico moderato (ad una velocità media approssimativa di circa 35 km/h) e 0.27 kWh/km, in condizioni di traffico elevato. La “Panda Elettra” aveva ereditato diverse caratteristiche elettriche e meccaniche dalla Panda convenzionale a motore a combustione: in pratica furono rimossi il solo monoblocco e i relativi accessori, lasciando in sede la campana della frizione e il cambio a 4 rapporti. Sopra il motore elettrico trovarono posto una parte delle batterie e il chopper, oltre alla ruota di scorta di misura convenzionale. Modifiche più sostanziose riguardavano l’abitacolo: i sedili posteriori furono sacrificati per far posto al comparto accumulatori e al caricabatterie.

FIAT Seicento Elettra

Fonte: tesi di Maria Gentile tesi

forum energeticambiente, sezione dedicata alla Elettra: http://www.energeticambiente.it/fiat-seicento-elettra/

Nel 1998 la Fiat propose la “Seicento Elettra”, che, con i suoi 4 posti e l’impiego di un motore asincrono con buone prestazioni e maggiore autonomia, eliminò molti svantaggi dei veicoli del settore.

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La “Seicento Elettra” (al pari di altre autovetture elettriche vendute in Europa come la “Peugeot 106” , la “Citroén Saxo”, ecc.) viene considerata come un modello di transizione dalla prima alla seconda generazione di “elettriche”. Rispetto alla sua antenata, la “Panda Elettra”, la “Seicento” vanta una maggior efficienza, ma soprattutto un progetto più razionale, che ha permesso di ottimizzare la distribuzione della massa batterie, di avere 4 posti, di contare su prestazioni soddisfacenti per un uso prevalentemente cittadino.La “Seicento Elettra”, così come lo era stata la “Panda Elettra”, è un’auto elettrica ricavata dalla rispettiva auto convenzionale con motore a combustione interna. Esteriormente si presenta in modo molto simile alla Seicento convenzionale, eccezion fatta per l’assenza del tubo di scarico e per la presenza delle piccole scritte “Elettra” e dello sportellino per la presa di ricarica. Se l’auto è in movimento, invece, la differenza è notevole: si muove nel più totale silenzio e con uno spunto, almeno per i primi metri, davvero elevato. Le modifiche apportate alla Seicento convenzionale, non visibili, sono state molte e profonde: il motore passa dietro (e la Seicento diventa così l’unica Fiat a trazione posteriore), il cambio sparisce, le batterie si insediano nel vano anteriore, si prolungano in un tunnel centrale appositamente predisposto e occupano anche l’area originariamente riservata al serbatoio carburante.

L’elettronica di controllo, che è molto raffinata, occupa una parte dello spazio per i bagagli; il motore, per ragioni di efficienza, semplicità e prestazioni, è del tipo asincrono trifase con tensione di alimentazione di 216 V. Il regolatore, un inverter vettoriale, riceve i segnali di riferimento a seconda della posizione dell’acceleratore. Questo pedale, il freno e lo sterzo sono gli unici comandi necessari per controllare la Elettra: non c’è cambio, né frizione; gli unici organi interposti fra le ruote e il motore sono un riduttore fisso con rapporto 8,65:1 e il differenziale.

La Seicento Elettra prevede due programmi di funzionamento: la grande manopola che ha preso il posto della leva cambio ha due posizioni di marcia avanti: “Drive” e “Sport”. Nel primo caso la corrente di spunto e di crociera vengono opportunamente limitate per risparmiare al massimo le batterie, mentre in “Sport” si impone all’inverter di erogare la massima corrente disponibile (220 A), per una guida vivace. In queste condizioni la Seicento si muove molto agilmente in città; cercando di prevalere sul traffico circostante, non è difficile restare costantemente di qualche lunghezza più avanti della media delle altre “citycar”, decisamente più impacciate ai semafori e nei successivi allunghi. Fuori città c’è qualche problema in più, a causa della lentezza nel riprendere da 70km/h, ma bisogna tener conto che siamo molto vicini alla prestazione migliore che questa autovettura elettrica è in grado di offrire: la velocità massima, infatti, è limitata elettronicamente a 100 km/h. Data per scontata l’adeguatezza dell’accelerazione, delle frenate e della maneggevolezza nel traffico cittadino, rimangono da fare alcune considerazioni sull’autonomia: i 90 km dichiarati dal costruttore nel ciclo ECE indicano che la “Seicento” è perfettamente adatta alle esigenze di un pendolarismo cittadino medio o alle necessità di un ente pubblico o privato.

Consumi dichiarati da rete: urbano 190 Wh/km; misto 213 Wh/km

Tabella di confronto

FIAT Seicento Elettra: altri dati e considerazioni

Illustro ora alcune caratteristiche che rendevano, a mio avviso, molto evoluta la Seicento elettrica considerato il periodo del relativo sviluppo (anni 90).

La sicurezza è ben curata, con sezionamenti mediante teleruttori e fusibili/sezionatori del pacco di trazione in blocchi a tensione inferiore ai 50V. Inoltre eventuali dispersioni verso la scocca vengono rilevate e provocano allarme (e blocco del veicolo), e una serie di controlli e verifiche impediscono l'avviamento dell'auto con trazione inserita o spina di ricarica collegata. Tutta la parte di 'servizi' lavora alimentata da classica batteria al piombo a 12 V, ricaricata dal pacco trazione per mezzo di apposito DC-Dc converter.

La qualità della parte elettronica era notevole, quasi tutta marchiata Siemens. In particolare l'inverter è molto evoluto, con limitazione elettronica di coppia e potenza differenziati nelle due modalità (D e S), funzione kick-down per i sorpassi e hill holder per evitare arretramenti. La potenza viene automaticamente ridotta al raggiungimento della velocità massima di 100 km/h. Motore e inverter sono entrambi raffreddati a liquido. Oltre al motore asincrono trifase e relativo controller è anche presente una centralina Battery Manager (BM) che effettua misure sulle batterie per rilevarne autonomia residua ed eventuali guasti (sbilanciamenti), riducendo le prestazioni a batterie quasi scariche o fermando l'auto in caso di gravi anomalie. La BM effettua anche controlli di temperatura, sia in carica che in scarica, e gestisce i ventilatori che raffreddano il pacco batterie e impediscono l'accumulo di idrogeno durante la ricarica.

Il caricabatterie era a bordo ed è uno dei pochi componenti che ha manifestato una certa tendenza ai guasti, specie se usato a piena potenza (circa 3 kW); anche l'efficienza, abbastanza elevata in fase di carica a corrente costante (circa 80%) cala notevolmente nella fase finale di carica a tensione costante. Inoltre ad aumentare i consumi si aggiunge anche un'assorbimento di circa 40W a carica finita, che continua fino alla disconnessione della presa di ricarica.

La frenata rigenerativa è realizzata in maniera molto efficace, con valore massimo di circa 8 kW che viene ridotto gradatamente a 0 al di sotto dei 30 km/h; ne risulta un rallentamento consistente ma non brusco, che permette con un minimo di esperienza di evitare quasi del tutto l'uso dei freni. Unica pecca il fatto che, pur essendo possibile modulare la frenata con il pedale dell'acceleratore, questa funzione forse non era prevista perchè avviene in pochi mm di corsa del pedale stesso.

Il riscaldamento è realizzato mediante bruciatore di gasolio Webasto.

E i difetti?

Qualcosa non quadra... Ma se era tanto ben progettata, perchè la Seicento Elettra è rimasta praticamente un prototipo sconosciuto ai più?

Il primo motivo era ovviamente il costo, veramente notevole per l'epoca, che l'ha destinata a restare un'auto fondamentalmente riservata agli enti pubblici, e ai relativi sprechi pagati coi nostri soldi...

Altro grave handicap ovviamente erano le batterie al piombo, con la relativa scarsissima autonomia e affidabilità. Basta dire che era previsto un controllo in fabbrica ogni 1000km!

A tutto questo si aggiungevano una serie di problemi dovuti proprio all'impiego esteso di elettronica di controllo e gestione che provocava numerosi fermi delle vetture: se si trascurava la ricarica per troppo tempo, se un connettore andava in dispersione, mille altri motivi... tutto provocava l'attivazione del relativo allarme, spesso non compreso o non risolvibile dagli sfortunati dipendenti comunali.

In particolare il famigerato arpionismo provocava e provoca non pochi guasti, e infatti viene spesso eliminato dagli attuali possessori. Si trattava di un blocco elettromeccanico del differenziale per impedire il movimento della vettura parcheggiata, affidato ad uno scadente motorino a 12V che spesso e volentieri si bloccava in posizione chiuso o aperto, causando il fermo vettura anche se si bloccava in posizione 'aperto'(perchè ovviamente c'era un controllo sulla sua avvenuta commutazione...)

A questo infine si aggiunse la cessazione dell'attività di assistenza da parte di FIAT e la conseguente chiusura della rete di officine e centri di assistenza specializzati... altri soldi e competenze sprecati...

Ritorno al passato: la Storia di Eli

Bene, se siete arrivati fin qui vuol dire che sono riuscito a attirare la vostra attenzione.

Finora ho descritto il passato e, sommariamente, le caratteristiche principali del progetto FIAT Seicento Elettra.

Ecco a voi invece la mia mitica Eli:

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Se qualcuno è interessato alla storia completa e un po' romanzata del recupero e ripristino dell'auto la trovate qui:

Storia di Eli

Mi permetto di linkare la discussione nel mio forum preferito riguardante energie alternative, risparmio energetico e veicoli elettrici, così come spesso rimando a Electroyou gli utenti di quel forum che chiedono approfondimenti tecnici su soluzioni circuitali.

Se volete nel mio canale youtube ci sono anche alcuni video relativi ai preparativi e ai lavori su Eli (e non solo...)

Prossimamente, se interessa e quando troverò il tempo, riassumerò in altro articolo le soluzioni circuitali (abbastanza semplici) e una serie di misure e dati ricavati sull'auto dopo l'upgrade alle batterie LiFeYPO4!

Grazie per l'attenzione!

Riccardo