Tanta potenza per andare più veloci e più a lungo in full electric, batterie al litio sicure che non prendono fuoco e miniaturizzazione dei componenti. Queste sono le ragioni del successo del sistema ibrido di e-Motion
by Niccolò Volpati
e-Motion dispone di un sistema ad alta potenza, molto efficiente, che ha l’obiettivo di fare usare sempre di più l’elettrico e sempre meno il motore diesel. L’ibrido di e-Motion è una vera e propria alternativa ai sistemi di propulsione tradizionali. Non a caso sempre più cantieri se ne servono e tra i nuovi clienti ci sono i produttori di catamarani, sia a vela, sia a motore.
Quali sono le componenti per un sistema del genere e, soprattutto, quali le differenze con altri sistemi ibridi? Motori diesel, motore elettrico e generatori a giri variabili, questi sono i componenti essenziali. In questo modo sono ben tre le fonti da cui ricaricare le batterie. Il vantaggio è che basta pochissimo tempo per farlo. In sostanza uno yacht che sceglie l’ibrido di e-Motion, anche quando è in rada, con una ricarica di mezz’ora alla mattina e mezz’ora alla sera avrà almeno dodici ore di autonomia nel silenzio più assoluto, cioè senza nemmeno la necessità di accendere i generatori.
IL SISTEMA IBRIDO DI E-MOTION, GRAZIE ALLA MINIATURIZZAZIONE
DEI SUOI COMPONENTI È ADATTO ANCHE PER BARCHE
DI MEDIE E PICCOLE DIMENSIONI.
«Abbiamo scelto motori elettrici ad alta potenza – afferma Michele Maggi – sia per garantire velocità quando si naviga in full electric, sia per avere una fonte in più che serve per ricaricare le batterie». La differenza è che le barche che scelgono questo sistema ibrido sono in grado di navigare da 22 a 28 miglia, a seconda delle dimensioni e del peso dello yacht, in full electric. Il motore elettrico con frizione è da 240 kW a cui si aggiungono i 180 kW del gruppo elettrogeno a giri variabili. Anche il motore elettrico può essere utilizzato come un generatore e quindi è facile capire perché le batterie si ricaricano molto in fretta.
Tanta potenza serve per avere più autonomia in full electric, per navigare più veloci e per ricaricare più in fretta le batterie.
L’altro elemento fondamentale di questo sistema sono proprio le batterie. e-Motion ha stipulato un accordo con CATL per la realizzazione delle batterie, l’azienda cinese possiede il 35% del mercato mondiale degli accumulatori al litio. Questo gli ha permesso di utilizzare le nuovissime celle LFP e sono gli unici a farlo nel mondo della nautica. Queste celle sono più sicure perché, grazie alla chimica dei loro componenti, in caso di thermal runaway, non esplodono ma aumentano di temperatura e, sviluppando O2 nella reazione chimica, sviluppano anche una fiamma molto limitata e di breve durata. Il pacco batterie è costruito in modo da passare i test di registro di classe che garantiscono il confinamento e l’impossibilità di causare il thermal runaway ad altre celle dello stesso pacco ed i materiali, assieme al raffreddamento, garantiscono il contenimento del fenomeno all’interno del pacco. Inoltre, hanno tempi di ricarica molto più brevi. La migliore delle batterie che monta una Tesla ha bisogno di circa un’ora e mezza per un ciclo completo, mentre quelle con le celle LFP e tanta potenza che arriva dai motori e dal generatore, impiegano solo 30 minuti.
LE BATTERIE AL LITIO SONO COSTRUITE INTERNAMENTE GRAZIE A UN ACCORDO CON CATL E SI SERVONO DELLE CELLE LFP.
L’azienda ha realizzato due pacchi batterie, uno di 26 kW e l’altro di 39 kW, da accoppiare a due diverse potenze di motori diesel: gli Yanmar da 440 cv o i Man da 800 cv. Si tratta di due sistemi con taglie diverse a seconda delle dimensioni e delle esigenze dello yacht. Le dimensioni di questi pacchi batterie sono le stesse di un generatore che solitamente viene montato in sala macchine per alimentare le utenze di bordo. È una scelta dettata dall’esigenza di accogliere le richieste delle rimotorizzazioni. Infatti, oltre ad essere installato sulle nuove imbarcazioni con sale macchine appositamente progettate, può essere impiegato anche nella sostituzione dei propulsori tradizionali. Oltre al fattore “chimico” che consente di contenere i rischi in un eventuale surriscaldamento delle batterie, e-Motion ha introdotto una serie di sicurezze.
Dopo aver incontrato i favori di Sanlorenzo e altri produttori di grandi yacht, oggi il sistema è diffuso sui catamarani a motore di Aquila e sui multiscafi a vela.
Le batterie sono costruite a moduli da 17 celle per volta e mettono sei moduli insieme. Tutto questo è racchiuso in un involucro in grado di resistere al fuoco e agli urti. I test di certificazione prevedono che siano esposte per 150 secondi alle fiamme vive e per superarli non basta che non si incendino, ma devono garantire di non superare una temperatura di 80 °C. Questo tipo di costruzione è la garanzia per avere batterie sicure. Non è un segreto che il litio e l’acqua non vadano d’accordo. La conseguenza è appunto quella che il litio prende fuoco e, soprattutto, che non si può spegnere. Non ci sono estintori, schiume o idranti in grado di spegnere una batteria al litio che ha preso fuoco. E dalla batteria, è facile immaginare che le fiamme si propaghino a tutta la barca. Infine, l’altro elemento a cui l’azienda ha prestato grande attenzione è quello della miniaturizzazione.
Le batterie, sia per i materiali che le compongono, sia per il tipo di costruzione sono garantite e certificate per resistere agli incendi e quindi più sicure di una normale batteria al litio.
Tanta potenza e tanta energia non significano per forza enormi ingombri. Lo sforzo è stato quello di contenerli per riuscire a rispondere alle esigenze di quelle barche che in sala macchine non hanno molto spazio. Non a caso il sistema ibrido di e-Motion è stato apprezzato anche sui catamarani, sia a vela, sia a motore. Il multiscafo più piccolo che lo ha adottato è un catamarano a vela da 15 metri. E il contenimento degli ingombri non riguarda solo gli impianti, ma anche i pannelli di controllo, proprio per non occupare troppo spazio nelle plance.
Il Power Management System, ovvero il cervello del sistema, ha una dimensione simile a quella di una black box di un plotter. Oltre a tutto ciò, le ragioni del successo sono date dalla customizzazione. Il software di gestione è personalizzato su due livelli. La prima customizzazione riguarda la parametrizzazione degli inverter che serve per far dialogare al meglio tutti gli apparati che compongono il sistema ibrido. La seconda è una personalizzazione del software di gestione che tiene conto delle caratteristiche della barca. Il software lavora sulle curve di potenza dei motori diesel, su quelle del motore elettrico, sulla fluidodinamica della carena e perfino delle eliche. E avere un software personalizzabile è il vantaggio ulteriore per soddisfare gli armatori delle barche nuove e delle barche usate che scelgono di passare a un sistema ibrido.
(e-Motion Hybrid System, High Power Hybrid – Barchemagazine.com – Novembre 2022)
