Auto PHEV, MHEV e BEV: cosa significano e differenze

Cosa si intende per auto PHEV, MHEV e BEV? Quali caratteristiche presenta ciascuno di questi tipi di alimentazione? In cosa si differenziano le une dalle altre? Ecco una questione che interessa milioni di automobilisti. In effetti, lo sviluppo dei sistemi di propulsione delle auto ibride, ibride Plug-in, mild-hybrid, elettriche, elettriche full-range e fuel cell costituisce il principale elemento di evoluzione tecnica del terzo millennio.

Dopo avere caratterizzato, negli albori della storia dell’automobile, il “testa a testa” con l’alimentazione a idrocarburi derivanti dal petrolio (questi ebbero poi la meglio per motivi eminentemente pratici: maggiore autonomia delle vetture, tempi di gran lunga inferiori per il rifornimento rispetto alla ricarica delle batterie, peso sensibilmente più basso) e un lungo periodo “pionieristico”, l’elettrificazione ha conosciuto un rapido quanto marcato sviluppo. Questo grazie allo studio di sistemi di accumulo via via più leggeri e in grado di offrire maggiore capacità, tanto che i moduli di batterie tradizionali al piombo sono stati soppiantati universalmente dalle batterie agli ioni di litio.

Dalla “storica” Toyota Prius, che nel 1997 aprì la strada al settore delle auto ibride di grande serie, il comparto automotive si è arricchito di decine di proposte benzina-elettrico e diesel-elettrico, ibrido ricaricabile, 100% elettrico, “ibrido leggero” (mild hybrid) e a celle di idrogeno. A farne le spese è soprattutto il gasolio, che dopo il boom delle auto turbodiesel degli anni 90 e dei primi due decenni del 21. secolo vede mese dopo mese ridurre progressivamente la propria quota di mercato.

In questa guida facciamo chiarezza sulle varie tipologie di alimentazione elettrificata: significato delle sigle, cosa significano le sigle delle auto elettriche, quali sono le differenze tra i modelli, le caratteristiche specifiche.

Premessa: differenza tra auto ibrida e plug-in hybrid

In linea di massima, le tecnologie che equipaggiano auto ibride BEV e Plug-in hybrid sono simili. Le vetture ad alimentazione benzina-elettrico, o diesel-elettrico, alternano due tipologie di propulsione: un motore a benzina o turbodiesel, e una batteria agli ioni di litio, che si ricarica sfruttando il sistema dell’accumulo di energia cinetica generata nelle fasi di decelerazione e di frenata (diversi modelli full hybrid adottano differenti livelli di recupero rigenerativo, selezionabili dal conducente).

A loro volta, le auto Plug-in hybrid presentano il medesimo sistema di propulsione. In questi casi, la batteria è più grande, ovvero dispone di maggiore capacità perché può essere ricaricata con l’allaccio della vettura ad una sorgente esterna. Di fatto, le auto ibride ricaricabili possono funzionare in modalità 100% elettrica per diverse decine di km, al contrario delle auto full hybrid che possono percorrere poca distanza “zero emission” (non più di qualche km).

La differenza principale è proprio questa: nelle auto full hybrid, l’alimentazione elettrica viene considerata come un aiuto al motore termico (la vettura si avvia in elettrico e l’unità a benzina o gasolio entra in funzione dopo alcuni secondi, le manovre possono essere effettuate in modalità zero emissioni allo scarico). Al contrario, le auto ibride plug-in sfruttano l’alimentazione elettrica come un sostituto di quella termica.

Per questo, le auto full hybrid, più “semplici” nell’architettura di propulsione, sono più numerose in listino, costano meno e permettono di ottimizzare i consumi di carburante grazie all’aiuto del motore elettrico. Le auto Plug-in hybrid, più costose e meno diffuse sul mercato, costituiscono una scelta ideale per gli automobilisti che hanno a disposizione colonnine e Wallbox per la ricarica delle batterie.

Auto elettriche: BEV, E-REV, FCEV

Il mondo delle auto elettriche si articola su varie tecnologie di alimentazione: diversi “macro-gruppi” che differiscono fra loro per capacità delle batterie in ordine all’autonomia, potenza di ricarica, e anche tipo di propulsione “zero emission”. Di seguito una carrellata delle sigle delle auto elettriche, che concorrono a formarne la “famiglia”.

BEV (Battery Electric Vehicle)

Le auto ad alimentazione BEV rappresentano il tipo più “tradizionale” di vetture elettriche. Come la sigla stessa indica, si tratta di veicoli elettrici a batteria, equipaggiati unicamente di un motore elettrico alimentato da una batteria generalmente agli ioni di litio. Le emissioni di CO2 allo scarico sono assenti. Non c’è neanche il rumore quando la vettura è in movimento: per questo, le Case costruttrici sono obbligate a dotare le auto elettriche con sistemi di suono che alle basse velocità si attivano in automatico per avvisare pedoni e ciclisti del sopraggiungere del veicolo.

E-REV (Range Extender Vehicle)

Nel mondo delle auto ad elevata elettrificazione, una “nicchia” di notevole interesse viene rappresentata dalle vetture a tecnologia E-REV. In questo caso, la trazione avviene prevalentemente in elettrico. La ricarica delle batterie può avvenire per mezzo del collegamento del veicolo alla rete esterna (il modo “tradizionale”), oppure con l’impiego di un piccolo motore a combustione interna, leggero e di ridotte dimensioni. Tecnicamente, le autovetture E-REV possono essere considerate molto vicine alle auto Plug-in Hybrid. A favore dei veicoli E-REV c’è tuttavia il vantaggio che l’unità motrice di supporto lavora a regime costante nelle fasi di maggiore rendimento e consumo minore: il suo compito non è assicurare direttamente la trazione alle ruote, quanto effettuare solamente la ricarica delle batterie quando necessario.

FCEV (Fuel Cell Electric Vehicles)

La tecnologia di propulsione delle auto FCEV sta tutta nella sigla di identificazione. I veicoli a idrogeno sfruttano la reazione elettrochimica di elettrolisi inversa da parte dell’idrogeno – stoccato all’interno di serbatoi ad alta pressione – che viene inviato in una pila a combustibile (fuel cell, ovvero cella combustibile). Nel processo di elettrolisi inversa, l’idrogeno reagisce con l’ossigeno per produrre energia elettrica e generare calore e acqua. Quest’ultima, a sua volta, fuoriesce dall’impianto di scarico come vapore acqueo. L’alimentazione del motore elettrico viene assicurata dall’energia elettrica che si produce nelle celle di combustibile. Inoltre, anche sui veicoli fuel cell è presente il sistema di frenata rigenerativa.

Fra i punti a favore delle auto a idrogeno, la completa assenza di emissioni allo scarico (viene emesso solamente vapore acqueo) e i ridotti tempi di rifornimento (qualche minuto è sufficiente per una ricarica completa), nonché l’autonomia che raggiunge percorrenze quasi da motore termico (per fare un esempio: la nuova generazione di Toyota Mirai dichiara 650 km). A fare da contraltare ai “pro”, sono da annoverare una esigua proposta di modelli in vendita – nel 2022 ci sono, oltre alla stessa Mirai, soltanto Hyundai Nexo e Honda Clarity -, il prezzo elevato (da 66.000 euro per Mirai, e da 70.000 euro per Clarity e Nexo) e il fatto che in Italia la “mappa” delle stazioni di rifornimento è quasi allo zero. C’è solamente un distributore, situato in provincia di Bolzano.

Auto ibride: PHEV e MHEV

Il settore delle auto ibride (qui le full hybrid convenienti 2022) si suddivide, in base alla tecnologia di alimentazione, in full hybrid, Plug-in hybrid e mild hybrid. Vediamo in cosa si distinguono PHEV e MHEV.

PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle)

Le auto Plug-in hybrid (qui le migliori del 2022) adottano due sistemi di propulsione: termico ed elettrico. Quest’ultimo viene a sua volta alimentato da batterie di più elevata capacità rispetto alle auto ibride HEV (Hybrid-Electric Vehicle), e per di più ricaricabili ad una colonnina esterna oppure tramite la Wallbox domestica. In questo modo, l’autonomia in elettrico è superiore rispetto alle auto Full hybrid (60 km a zero emissioni allo scarico sono la normalità, e ci sono modelli che raggiungono il centinaio di km in modalità di marcia 100% elettrica), a tutto vantaggio delle percorrenze di tutti i giorni in ambito urbano o metropolitano.

MHEV (Mild Hybrid Electric Vehicle)

Le auto MHEV (mild-hybrid, o “ibrido leggero” come da più parti definite in Italia) vengono equipaggiate con un piccolo motore elettrico che funge essenzialmente da alternatore-starter come supporto all’unità termica (benzina o turbodiesel) nelle fasi di accelerazione. Durante il “coasting” (veleggiamento, cioè quando la vettura avanza in decelerazione con il motore disattivato) e nelle frenate si attiva un piccolo generatore, per la ricarica di una piccola batteria al litio – il più delle volte collocata in prossimità dell’accumulatore principale) e per consentire il funzionamento dei servizi e degli accessori di bordo. In questo modo, si ottiene un certo risparmio di carburante, e insieme una riduzione delle emissioni di CO2.

Di fatto, l’azione supplementare del piccolo gruppo elettrico è l’unico sistema di elettrificazione presente sulle auto mild hybrid, che tuttavia sono considerate auto ibride (come HEV e PHEV) dunque godono di agevolazioni sulla tassa di proprietà e possono accedere alle ZTL delle aree urbane.