Nel settore automotive, il tema legato alla e-mobility (o mobilità elettrica) è uno dei più caldi. Con il termine e-mobility si intende l’insieme di tecnologie e applicazioni che permettono la realizzazione di un’infrastruttura per il trasporto di tipo elettrico, in grado di ridurre sia le emissioni di carbonio, sia la dipendenza dai combustibili di origine fossile. Nel corso dell’articolo esamineremo l’attuale panorama della e-mobility, ponendo particolare enfasi agli aspetti inerenti le auto a guida autonoma e il loro impatto sugli scenari futuri della mobilità.

Introduzione

Le sempre migliori prestazioni offerte dalle batterie, l’elevata efficienza raggiunta dai veicoli elettrici (determinata in larga misura dai progressi ottenuti dai sistemi per la conversione della potenza), unite alla crescente disponibilità di stazioni di ricarica, hanno consentito di incrementare l’autonomia sia dei veicoli ibridi (HEV) che elettrici (EV). Tutto ciò ha comportato una sostanziale crescita di tutto il comparto relativo alla elettrificazione dei veicoli, che si prevede raggiunga la considerevole cifra di 125 miliardi di dollari entro il 2025. Gli sviluppi tecnologici compiuti dal settore automotive e i cambiamenti delle abitudini dei consumatori stanno ridisegnando un nuovo profilo della mobilità, che si prevede nel giro di pochi anni assumerà un aspetto in larga misura differente da quello attuale. In particolare, le auto a guida autonoma favoriranno l’introduzione di un sistema di trasporto più efficiente con un utilizzo ottimizzato delle risorse disponibili. La guida autonoma prevede che le decisioni relative alla guida siano prese in tempo reale, senza intervento da parte del guidatore. Ciò è reso possibile da sofisticati algoritmi di intelligenza artificiale (AI), in grado di ridisegnare il panorama della mobilità globale.

L’ecosistema della mobilità

La mobilità, intendendo con ciò le modalità con cui persone e beni materiali possono spostarsi da un luogo a un altro, sta attraversando una delle trasformazioni più profonde, con ripercussioni sul settore tecnologico, economico e sociale. Come evidenziato nel diagramma di Figura 1, i tre fattori chiave che stanno determinando questo radicale cambiamento sono:

• la diffusione dei veicoli elettrici, che si sta delineando come una soluzione alternativa ai tradizionali sistemi di propulsione dei veicoli basati sui motori a combustione interna;
• la proliferazione dei servizi di mobilità on-demand. Servizi quali car-sharing, bike-sharing, car-pooling o app per la condivisione delle spese di viaggio tra gli utenti sono ormai una realtà largamente diffusa sul territorio, non soltanto in prossimità dei grandi centri urbani. Comodità, velocità e convenienza sono soltanto alcuni dei principali benefici che questi servizi possono fornire agli utenti. Questi servizi rientrano nella cosiddetta “Mobility as a Service” (MaaS);
• auto connesse e auto a guida autonoma: i sistemi di assistenza alla guida (ADAS) sono integrati in modo sempre maggiore su molti veicoli di recente produzione, incluse le auto di classe media.

Figura 1. I tre fattori che guideranno i cambiamenti dell’ecosistema mobilità

La popolazione mondiale in continua crescita, l’urbanizzazione non regolamentata di molte aree e la questione ambientale richiedono la definizione di nuove forme di mobilità, in grado di supportare le esigenze di spostamento e le attività economiche delle generazioni future. Gli attuali sistemi per la mobilità soffrono di alcuni problemi endemici, tra cui: congestione del traffico (sembra ormai inarrestabile, nonostante la re-ingegnerizzazione di molti nodi stradali), inefficienza, elevata occorrenza di incidenti ed elevati costi di utilizzo della rete di trasporto. L’obiettivo per il futuro è quello di raggiungere una mobilità che sia conveniente, sicura ed economica, con un impatto inferiore sull’ambiente e sulla salute delle persone. Gli elementi evidenziati in Figura 1 sono destinati a sostituire il nostro concetto attuale di mobilità, incentrato sul veicolo, con un ecosistema in cui saranno presenti numerosi veicoli a guida autonoma, più efficienti e guidati dall’effettiva esigenza di spostamento. Al centro dell’ecosistema non sarà più il mezzo di trasporto fisico, ma l’utente, che potrà scegliere senza soluzione di continuità quale sistema di trasporto soddisfi meglio le proprie esigenze: trasporto pubblico, privato oppure on-demand. Il paradigma "una macchina-un utilizzatore”, largamente diffuso nella civiltà occidentale come conseguenza di un diffuso benessere e del prezzo di acquisto di un veicolo accessibile a molte fasce di reddito, presenta sicuramente dei vantaggi e delle comodità ma è obsoleto e, soprattutto, inefficiente e poco vantaggioso dal punto di vista economico. La maggior parte dei veicoli passano il loro tempo fermi, in una rimessa o in un parcheggio. Quando sono utilizzati, si trovano spesso bloccati in coda a causa dell’elevata congestione del traffico, soprattutto attorno alle metropoli. Un nuovo ecosistema di mobilità potrebbe risolvere molte di queste inefficienze, con benefici immediati sia per l’utente che per l’ambiente.

Auto elettriche ed ibride

Il primo fattore destinato a ridisegnare l’intero ecosistema della mobilità è rappresentato dalla crescente diffusione delle auto elettriche, un processo anche noto come “elettrificazione dei veicoli”. Questo fattore non è determinato soltanto da una maggiore attenzione verso i temi ambientali, quanto dalla necessità, per i produttori di veicoli, di adattarsi alla scelta di una progressiva riduzione dei veicoli con motore endotermico adottata da numerosi paesi. Alcuni costruttori si stanno già adeguando a queste nuove disposizioni, pianificando per gli anni a venire una produzione basata interamente su veicoli elettrici e ibridi. Gli analisti prevedono che entro il 2030 il numero totale di auto elettriche e ibride vendute supererà quello delle auto con motore a combustione interna. Dopo breve tempo, lo stesso risultato sarà ottenuto nel settore dei veicoli leggeri da trasporto (detti anche LCV, acronimo di Light Commercial Vehicles). Con il termine elettrificazione si intende la graduale e progressiva conversione delle forme di energia convenzionali (inclusi, ma non soltanto, i motori a scoppio) in veicoli a propulsione elettrica che renderanno possibile una forma di trasporto sostenibile a emissioni zero. La capacità delle batterie si adeguerà sempre meglio alle necessità del veicolo, mentre nuovi tipi di batterie (alternative all'attuale tecnologia basata sugli ioni di litio) verranno introdotte. I veicoli ibridi hanno oggi raggiunto un grado di maturità elevato, con funzionalità avanzate, quali lo Start&Stop, in grado di abbattere drasticamente consumi ed emissioni gassose, soprattutto nel ciclo urbano. In Figura 2 è visualizzato lo schema a blocchi semplificato di un sistema di trasmissione (powertrain) applicabile sia ai veicoli ibridi sia a quelli elettrici (nel secondo caso il motore endotermico è ovviamente assente).

Figura 2. Schema semplificato di un powertrain per EV e HEV

Servizi on-demand

In numerosi paesi stiamo assistendo a un cambiamento del modo con cui la mobilità viene intesa dai consumatori. La nuova idea di mobilità, particolarmente diffusa [...]

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