EV (BEV) vs PHEV vs FCEV vs Hybrid: qual è la differenza?

I veicoli elettrici sono disponibili in molti gusti diversi, dai veicoli elettrici a batteria completamente elettrici (BEV) ai veicoli ibridi-elettrici a benzina (HEV), con un intero arcobaleno di variazioni. Alcuni veicoli elettrici si affidano persino a celle a combustibile o generatori a benzina per fornire elettricità invece di potenti banchi di batterie.

Il fattore unificante è che ogni veicolo elettrico include un motore elettrico per guidare il veicolo, da solo o in concerto con un motore a combustione interna a benzina (ICE). Mentre tutti questi veicoli utilizzano l'elettricità in un modo o nell'altro, solo i veicoli elettrici a batteria sono veicoli elettrici puri.

La ripartizione di base

Il panorama dei veicoli elettrici può essere difficile da navigare, ma puoi suddividere i vari tipi di veicoli elettrici in queste categorie di base:

• EV/BEV: I veicoli elettrici a batteria sono veicoli puramente elettrici, quindi a volte sono abbreviati come EV in aggiunta al BEV più specifico. Questo tipo di veicolo utilizza una batteria ricaricabile come fonte di alimentazione per far funzionare un motore elettrico. Possono essere caricati lentamente da una presa di casa o rapidamente utilizzando una stazione di ricarica.
• HEV: I veicoli elettrici ibridi includono sia un motore elettrico che un motore a combustione interna che funziona a gas. Esistono diverse versioni, ma la maggior parte inizia con il motore elettrico per poi passare al motore a gas. Gli HEV standard non possono essere collegati per la ricarica. Invece, le batterie vengono caricate dal motore a gas e dalla frenata rigenerativa durante la guida.
• PHEV: I veicoli ibridi plug-in sono una variante dell'elettrico ibrido che Potere essere collegato per caricare. Questa varietà tende ad avere una gamma completamente elettrica più ampia rispetto a un ibrido tradizionale.
• EREV: I veicoli elettrici a lungo raggio sono ibridi progettati per funzionare interamente con il motore elettrico e non includono un motore a combustione interna tradizionale. Hanno invece un generatore a benzina in grado di fornire elettricità alle batterie e al motore elettrico quando necessario per estendere l'autonomia complessiva.
• FCEV: I veicoli elettrici a celle a combustibile sono diversi dagli altri veicoli elettrici. Invece di una batteria ricaricabile, utilizzano celle a combustibile che generano elettricità attraverso una reazione tra idrogeno e ossigeno. Devono essere riforniti nelle stazioni di ricarica dell'idrogeno.

Veicoli Elettrici (EV) e Veicoli Elettrici a Batteria (BEV)

I veicoli elettrici a batteria sono puramente elettrici. A differenza di altri tipi di veicoli elettrici, i BEV si basano solo sull'alimentazione a batteria. Questi veicoli non hanno motori a combustione interna, non hanno tubi di scappamento e producono emissioni zero durante il funzionamento. Poiché non è presente un motore a combustione interna, la batteria deve essere caricata collegandola.

Puoi caricare un BEV a casa o presso una stazione di ricarica e puoi anche far installare una stazione di ricarica a casa, se preferisci. La ricarica standard, denominata ricarica di livello 1, prevede il collegamento di un BEV a una normale presa elettrica. Ciò fornisce in genere da tre a cinque miglia di autonomia per ogni ora in cui il veicolo è collegato. La ricarica di livello 2 richiede una stazione di ricarica ed è un po' più veloce a 10-20 miglia di autonomia all'ora di ricarica.

Oltre alla ricarica CA tramite una normale presa a muro o stazione di ricarica, i BEV possono essere caricati anche presso le stazioni di ricarica rapida CC. Quando è collegato a una stazione di ricarica rapida CC, un BEV può ricevere circa l'80% di carica in appena 20 minuti a seconda del veicolo.

Poiché i BEV devono essere collegati e la ricarica può richiedere molto tempo senza una stazione di ricarica rapida, è naturale preoccuparsi della portata. La gamma BEV è aumentata molto negli ultimi anni, con alcuni che guidano fino a 400 miglia con una singola carica. Anche i BEV più convenienti forniscono circa 100 miglia a pagamento, rendendoli adatti alla guida in città e ai pendolari moderati. I viaggi più lunghi possono richiedere una pianificazione preliminare a seconda dell'autonomia del BEV, ma le stazioni di ricarica sono ampiamente disponibili nella maggior parte delle aree.

Veicoli Elettrici Ibridi (HEV)

Il motivo per cui il termine EV viene applicato a veicoli che non sono, in senso stretto, veicoli elettrici puri è che l'elettrico ibrido è stato il primo a raggiungere il mainstream. Questi veicoli elettrici ibridi sono molto simili ai tradizionali veicoli a gas con trasmissioni simili, tranne per il fatto che includono sia un motore elettrico che un motore a combustione interna (ICE).

Il motore elettrico e l'ICE funzionano di concerto e la presenza di un motore elettrico di solito consente all'ICE di essere più piccolo di quanto sarebbe in un veicolo non elettrico.

In generale, il motore elettrico di un HEV si attiverà alla prima accensione del veicolo. Durante il funzionamento iniziale, il motore elettrico di solito attinge alle batterie del veicolo. Quando il motore elettrico non è più in grado di gestire il carico, come in caso di accelerazione prolungata o pesante, l'ICE si attiva. L'ICE può quindi caricare le batterie. In alcuni HEV, le batterie possono essere ricaricate anche tramite frenata rigenerativa.

Quando non è in uso, il motore elettrico di un HEV funziona in genere al contrario, generando effettivamente elettricità per caricare le batterie invece di estrarre energia per spostare il veicolo. Questo può estendere efficacemente la portata di un HEV e aiutare a ridurre le emissioni. Tuttavia, gli HEV in genere producono ancora circa i due terzi delle emissioni di carbonio dei veicoli che si basano esclusivamente su un ICE alimentato a gas.

Il vantaggio principale di un HEV è la comodità. Dal punto di vista del conducente, un veicolo HEV non è diverso da un veicolo ICE. Lo fai ancora a gas come un veicolo ICE tradizionale e la parte elettrica si svolge sotto il cofano e fuori dalla vista senza alcun input da parte del conducente. Il rovescio della medaglia è che bruciano ancora combustibili fossili e producono ancora una quantità significativa di emissioni di carbonio.

Ibridi plug-in (PHEV): paralleli e in serie

I veicoli elettrici ibridi plug-in sono disponibili in due versioni: parallela e in serie. Il tipo parallelo è solitamente indicato solo come PHEV, mentre la variazione in serie può essere indicata come veicoli elettrici a autonomia estesa (EREV).

La differenza è che i PHEV standard includono un motore a combustione interna collegato meccanicamente alla trasmissione, come un veicolo HEV o ICE standard, mentre gli EREV hanno un generatore a benzina in grado di fornire elettricità al motore elettrico e batterie.

La principale caratteristica identificativa dei PHEV è che possono, come suggerisce il nome, essere collegati proprio come i BEV. Altrimenti, sono molto simili agli standard ibridi elettrici. Hanno ancora sia un ICE che un motore elettrico, che sono in grado di funzionare sia insieme che separatamente. La differenza è che la batteria di un PHEV è solitamente molto più grande e i PHEV sono spesso progettati per funzionare principalmente con la batteria con l'ICE che si attiva per fornire coppia e autonomia extra.

I PHEV sono indicati come paralleli perché il motore elettrico e l'ICE funzionano in parallelo. Sono entrambi collegati meccanicamente alla trasmissione, il che consente all'ICE di funzionare da solo, al motore elettrico di funzionare da solo o all'uno di assistere l'altro. Puoi pensare a questo tipo di PHEV come alla combinazione di un veicolo ICE e di un BEV, con entrambi i sistemi in grado di funzionare separatamente o all'unisono con l'altro.

Alcuni PHEV sono in grado di funzionare fino a 50 miglia in modalità completamente elettrica senza utilizzare l'ICE, mentre altri usano costantemente l'ICE in piccole quantità, rendendo impossibile evitare le emissioni di carbonio del tutto.

Come i PHEV standard, gli EREV sono ibridi plug-in che si basano sia sulla batteria che sui combustibili fossili. La differenza è che gli EREV sono progettati principalmente come veicoli elettrici e non includono un motore a combustione interna. Invece, questo tipo di veicolo ha un generatore a gas. La differenza è che il generatore è solo in grado di generare elettricità. Non è collegato meccanicamente alla trasmissione del veicolo.

Un EREV è come un BEV con un generatore di gas di emergenza. Questi veicoli sono collegati alla carica, come altri PHEV, e funzionano a batteria nella maggior parte dei casi. La differenza è che quando la potenza sta per esaurirsi, il generatore di gas entrerà in funzione e invierà energia al motore elettrico. L'eventuale elettricità extra viene quindi utilizzata per caricare le batterie.

Quando un EREV viene eseguito in modalità completamente elettrica, senza il generatore di gas in funzione, non producono tubo di scappamento emissioni, proprio come i BEV. Tuttavia, producono emissioni di carbonio ogni volta che il generatore di gas è in esecuzione. Il problema è che la gamma completamente elettrica in genere raggiunge il massimo a circa 80 miglia, con alcuni modelli che forniscono anche meno.

Veicoli elettrici a celle a combustibile

La tecnologia delle celle a combustibile è intrigante, perché genera elettricità senza emissioni di carbonio. Nel corso degli anni sono state sviluppate diverse tecnologie di celle a combustibile, ma i FCEV oggi disponibili si basano tutti su una reazione tra idrogeno e ossigeno. Le celle a combustibile sono caricate con idrogeno, che poi reagisce con l'ossigeno per generare elettricità secondo necessità. L'elettricità alimenta un motore elettrico, in modo simile al modo in cui le batterie alimentano i motori elettrici nei BEV, e gli unici sottoprodotti sono il vapore acqueo e l'aria calda.

Poiché le celle a combustibile si basano sull'idrogeno per funzionare, devono essere periodicamente caricate con idrogeno in modo simile al modo in cui si deve rifornire un veicolo ICE con benzina o diesel. La differenza è che mentre le stazioni di servizio sono abbondanti, le stazioni di rifornimento di idrogeno si trovano solo in una piccola manciata di mercati in California.

A causa della mancanza di un'infrastruttura per il rifornimento di idrogeno, i FCEV sono utili solo in alcune parti della California. Non sono adatti per lunghi viaggi su strada, nonostante il fatto che alcuni abbiano un'autonomia fino a 366 miglia, perché puoi viaggiare solo per metà della tua autonomia totale lontano dalla stazione di rifornimento più vicina.

Ad esempio, se vivessi vicino alle stazioni di servizio a Los Angeles, non potevi fare un viaggio di fine settimana a Las Vegas. Mentre la distanza di viaggio di circa 240 miglia potrebbe essere all'interno del tuo raggio d'azione, non saresti in grado di fare rifornimento prima di tornare a casa. Anche se il tuo FCEV avesse un'autonomia di 366 miglia, avresti esaurito l'idrogeno da qualche parte nel deserto durante il viaggio di ritorno. Per fare lo stesso viaggio in sicurezza, un BEV a lungo raggio potrebbe semplicemente ricaricarsi prima del viaggio di ritorno, mentre un BEV a corto raggio potrebbe fermarsi alle stazioni di ricarica lungo il percorso.

Perché ci sono così tanti tipi di veicoli elettrici?

La tecnologia dei veicoli elettrici esiste da oltre 200 anni, ma è tornata a fuoco e ha iniziato a evolversi rapidamente negli ultimi due decenni.

I maggiori ostacoli sono sempre stati la capacità e l'autonomia della batteria, e gli ibridi sono stati progettati come un modo per creare un ponte il divario tra le nuove tecnologie delle batterie all'orizzonte e l'allora presente desiderio dei consumatori per l'elettrico veicoli.

Anche gli ibridi plug-in riempiono quella stessa nicchia, sfruttando batterie e motori elettrici per aiutare a ridurre le emissioni di scarico senza effettivamente eliminare il motore a combustione interna.

Se l'obiettivo finale sono i veicoli a emissioni zero e alcuni stati hanno già approvato leggi volte a raggiungerlo, i BEV elettrici puri rappresentano in definitiva la strada da percorrere.

Alcuni BEV di fascia alta già superano molti PHEV e veicoli ICE in termini di autonomia e prestazioni, e è probabile che i progressi nelle tecnologie delle batterie e ulteriori miglioramenti dell'efficienza annullino questo divario del tutto.

Altre opzioni a emissioni zero, come i FCEV, forniscono un'alternativa allettante, ma l'infrastruttura è già più o meno in atto per supportare i BEV, mentre i FCEV rimangono un esperimento su piccola scala.

Tutte le varianti EV in un colpo d'occhio

BEV	FCEV	HEV	PHEV	EREV
Connesso alla rete (plug-in)	sì	No	No	sì	sì
Fonte di potere	Batterie (caricate a casa o stazioni di ricarica)	Combustibile a idrogeno (disponibile solo in mercati californiani limitati)	Principalmente benzina	Benzina, batterie (caricate a casa o stazioni di ricarica)	Benzina, batterie (caricate a casa o stazioni di ricarica)
Include un motore a combustione interna o un generatore	No	No	sì	sì	sì
Emissioni	Nessuno	Acqua	0-50 libbre di CO per 100 miglia ^1	0-50 libbre di CO per 100 miglia ^1	0-50 libbre di CO per 100 miglia ^1
Gamma completamente elettrica	Fino a 400+ miglia	Fino a 366 miglia ^2	0-50 miglia	10-50 miglia	10-80 miglia
Può funzionare in modalità completamente elettrica	sì	sì	^3	sì	sì
Frenata rigenerativa?	sì	sì	^4	sì	sì
Capacità della batteria	16-100 kWh	10-17 kWh ^5	0,65 - 1,8 kWh	4,4 - 34 kWh	Fino a 32 kWh
Fascia di prezzo	$30,000 - $187,000	$50,000 - $60,000	$23,000 - $200,000	$26,000 - $200,000	$40,000 - $50,000