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politecnico di torino facolta di architettura 1 corso di laurea in disegno industriale concept di veicolo urbano relatore di tesi prof germak claudio co-relatore di tesi ing cappadona filippo studente memola luigi anno accademico 2010 2011

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concept di veicolo urbano partner 2

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concept di veicolo urbano partner 3 partner progetto di tesi sviluppato con la collaborazione di pininfarina spa

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concept di veicolo urbano sommario sommario 5 sommario partner 3 sommario 5 introduzione 9 capitolo 1 panoramica storica 11 1.1 vetture elettriche e a combustione interna 13 1.2 efficienza energetica ed emissioni di co2 16 1.3 trazione elettrica le batterie 22 1.3.1 la ricarica delle batterie 25 1.3.2 sistemi per la ricarica veloce 27 1.3.3autonomia di una ricarica completa 28 1.3.4 durata delle batterie 29 1.4 lo pneumatico e la sua evoluzione 32 1.4.1 la struttura di uno pneumatico e il suo riuso 33 1.4.2 il fine vita di uno pneumatico 35 1.5 la pitturazione dei veicoli 41 1.5.1 strategia 47 1.6 pannelli realizzati con fogli di polimero auto rinforzato 52 1.6.1 compositi auto rinforzati pmma 52 1.6.2 consolidamento e la frattura di polimeri auto rinforzati in pp 53 1.7 lelettronica di bordo 54 1.8 futuro dell automobile elettrica a batteria 57 1.9 tempistiche di diffusione delle autovetture elettriche 61 1.10 annunci di immissione in produzione 63 1.11 concept city car 65 1.12 elementi a favore della diffusione delle v.e 67 1.13 argomenti detrattori delle v.e 72 capitolo 2 analisi scenario attuale 77 2.1 automobile oggetto che si muove 79 2.2 il ruolo strategico del design 83 2.3 design e innovazione 86 2.4 mobilità come sintomo di progresso 97 2.5 mercato dellautomobile 99 2.6 pacchetto clima-energia obiettivo 20/20/20 102 2.6.1 i deputati chiedono auto con meno emissioni co2 102 2.6.2 nell ue emissioni a quota 19 102

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concept di veicolo urbano sommario 2.6.3 ridurre le emissioni di co2 103 2.6.4 ridurre le emissioni di co2 103 2.6.5 sistema di scambio delle emissioni di gas a effetto serra ets 104 2.6.7 ripartizione degli sforzi per ridurre le emissioni 104 2.6.8 cattura e stoccaggio geologico del biossido di carbonio 105 2.6.9 accordo sulle energie rinnovabili 105 2.6.10 riduzione del co2 da parte delle auto 105 2.7 spostarsi nel futuro 108 2.8 nessuno ama il traffico 110 2.9 mobilità sostenibile 113 2.10 legame fra prodotto e utente 116 2.11 lo stress e la guida 121 2.11.1 situazione uno il possesso della vettura e la sua manutenzione 121 1.11.2 situazione due la conduzione 124 2.11.3 situazione tre guida nel traffico 127 2.11.4 situazione quattro il parcheggio 129 2.12 le conseguenze dello stress 132 2.13 spostamento come sotto attività 134 2.14 automobile elemento di produzione industriale 137 capitolo 3 soluzioni e spunti progettuali 141 3.1 ergonomia del veicolo e abitabilità 143 3.2 impianto elettrico 146 3.3 autonomia di bordo 155 3.3.1 il principio della frenata rigenerativa 155 3.4 nuovi concetti per la ruota 157 3.5 spunti di ricerca sulle omny directinal wheels 159 3.6 documento di briefing 161 3.7 know how 162 3.7.1 family fealing brand 162 3.8 lestensione del veicolo 167 3.9 scelte tecniche esterni 171 3.10 motivazione delle scelte tecniche interni 173 capitolo 4 tavole ed elaborati finali 175 4.1 tavole di ricerca 177 4.2 tavole progettuali 179 4 conclusioni 181 6

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concept di veicolo urbano sommario 5 glossario 183 6 webgrafia 185 7 bibliografia 7 187 8 elenco delle immagini 189 9 ringraziamenti 191 fine 192

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concept di veicolo urbano introduzione 9 introduzione cè stato un periodo in cui il lato sinistro del cervello non comunicava direttamente con il lato destro questo significava che non era possibile creare un collegamento che fosse qualcosa di più che un accostamento si poteva comprendere solo ciò che si poteva valutare direttamente utilizzando il solo principio di causa ed effetto 3 milioni di anni fa i due lobi del cervello delluomo si sono messi in comunicazione fisica da allora ad oggi in maniera quasi del tutto inalterata luomo immagina sogna e vede ad occhi chiusi cose che ad occhi aperti ancora non esistono da allora gli uomini investono il proprio tempo si ingegnano inventano e cercano di utilizzare ogni mezzo possibile nel tentativo di comunicare a tutti gli altri ciò che immaginano e sognano descartes discorso sul metodo v ma proprio come i pittori che incapaci di rappresentare su una tela piatta egualmente bene le diverse facce di un corpo solido ne scelgono una principale che pongono verso la luce e lasciando in ombra le altre le fanno apparire belle non più di quanto potrebbero essere viste quando sono figura 1 cartesio

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concept di veicolo urbano introduzione 10 guardate allo stesso modo anche io temendo l impossibilità di mettere nel mio discorso tutto quello che avevo in mente comincio ad esporre solamente con maggior ampiezza possibile a questo riguardo quel che avevo capito sulla luce quindi ad aggiungere qualcosa sul sole e le stelle fisse poiché la luce proviene quasi interamente da esse qualcosa sui cieli poiché essi trasmettono la luce qualcosa sui pianeti le comete e la terra poiché essi riflettono le luce e qualcosa in particolare su tutti i corpi sulla terra poiché essi sono colorati o trasparenti o luminosi e finalmente qualcosa sull uomo poiché egli è di tutto questo lo spettatore il compito del progettista di disegno industriale è proprio quello di guardarsi attorno e provare a tenere in considerazione tutti gli elementi che fanno parte di un determinato scenario e cercare di creare nuove connessioni per affrontare e proporre cambiamenti di tutte i tre soggetti che necessitano di essere trasportati informazioni persone merci levoluzione compiuta dai sistemi di comunicazione non ha come si credeva diminuito il volume del traffico del trasporto di persone e di beni il futuro del trasporto è basato sulla capacità di gestire tali enormi flussi ma il concetto di bolla sacra di ambiente familiare di possesso costituirà ancora per diverso tempo un trend di consumo che spingerà le persone allacquisto e allutilizzo di un mezzo di trasporto privato.

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concept di veicolo urbano capitolo 1 panoramica storica 11 capitolo 1 panoramica storica

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concept di veicolo urbano 1.1 vetture elettriche e a combustione interna 13 1.1 vetture elettriche e a combustione interna l auto elettrica a batteria bev fu una tra i primi tipi di automobile ad essere ideato sperimentata e commercializzata tra il1832 ed il 1839 l anno esatto è poco certo l imprenditore scozzese robert anderson inventò la prima carrozza elettrica nella sua forma più cruda il professore sibrandus stratingh di groningen in olanda progettò una piccola auto elettrica costruita dal suo assistente christopher becker nel 1835 il miglioramento delle batterie dovuto ai francesi gaston plante nel 1865 e camille faure nel 1881 consentì il fiorire dei veicoli elettrici francia e gran bretagna furono le prime nazioni testimoni dello sviluppo del mercato delle auto elettriche pochi anni prima del 1900 prima della preponderanza del potente ma inquinante motore a combustione figura 2 la jamais contente interna le auto elettriche detenevano molti record di velocità e di distanze percorse con una carica tra i più notevoli di questi record è stato l infrangere la barriera dei 100 km/h di velocità raggiunta il 29 aprile del 1899 da camille jenatzy nel suo veicolo elettrico a forma di razzo la jamais contente cheraggiunse la velocità massima di 105,88 km/h i veicoli elettrici a batteria bev prodotti dalle ditte anthony electric baker electric detroit electric ed altri nel corso dei primi figura 3 manifesto pubblicitario del 1912 detroit anni del xx secolo per un certo electric tempo vendettero di più rispetto ai veicoli a benzina a causa dei limiti tecnologici delle batterie e della mancanza di una qualsiasi tecnologia di controllo della carica e della trazione a transistor o a valvola termoionica la velocità massima di questi primi veicoli elettrici era di circa 32 km/h.

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concept di veicolo urbano 1.1 vetture elettriche e a combustione interna 14 in oltre le ricerche alla tecnologia delle batterie avevano avuto una battuta di arresto a causa proprio della difficoltà di apportare miglioramenti visibili e competitivi in seguito questi veicoli vennero venduti con successo come town car veicoli di quartiere o di paese a clienti delle classi agiate e venivano spesso commercializzati come veicoli appropriati al sesso femminile a causa della loro operatività semplice pulita e poco rumorosa che non necessitava di frequenti rabbocchi dell acqua del radiatore dell olio o sostituzioni delle candele o fermi mensili o annuali in officine specializzate come per il grafitaggio e la pulizia del motore ne risulta che il concetto di citycar sia nata molto prima di molte altre architetture di veicoli nasce molto prima del concetto di coupè spider della convertibile della monovolume del suv di fatto risulta che le vetture nascano per una trazione elettrica ma subito passano a una tecnologia più facilmente sviluppabile e essenzialmente per la maggiore facilità del motore termico che la vettura elettrica è divenuta subito una opzione non interessante ai fini di questa ricerca emerge subito che le vetture elettriche sono state preferite a quelle combustione interna non perché non fosse sentito il problema dellambiente il problema della gestione dei fumi di scarico fu uno dei primi analizzati ma anche lunico che fino ad oggi non è stato risolto quanto per le difficoltà tecnologiche che ancora non permettevano la proposta nella rete di sostegno di una tecnologia ancora incompleta tecnologia fuori posto la vettura elettrica ad oggi può essere vantaggiosa e quindi possibile per molti motivi i veicoli elettrici negli usa hanno dei costi operativi considerando solo il costo dell energia che variano tra 1 e 2 centesimi di euro per chilometro mentre sempre negli usa dove la benzina è poco o per nulla tassata i veicoli tradizionali a benzina hanno costi operativi maggiori da circa 4 a 6 volte tanto il costo principale del possesso dei veicoli elettrici a batterie battery electric vehicle dora in poi bev moderni dipende

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concept di veicolo urbano 1.1 vetture elettriche e a combustione interna 15 principalmente dal costo delle batterie il tipo e la capacità di esse è fondamentale nel determinare molti fattori come l autonomia di viaggio la velocità massima il tempo di vita utile della batteria ed il tempo di ricarica esistono alcuni svantaggi e vantaggi dei vari tipi probabilmente non esiste un tipo ideale per chiunque ma alcuni sono più adatti per specifiche applicazioni rispondenti a specifiche prestazioni richieste come per tutti i dispositivi elettrici ed elettronici anche i veicoli elettrici a batteria hanno il vantaggio di poter essere smantellati facilmente e riciclati per la maggior parte dei componenti dopo ad esempio incidenti stradali in linea di massima a differenza dei componenti dei motori a benzina che tendono a incendiarsi specie quando i tubi rotti dell iniezione soffiano benzina sulla marmitta catalitica o sul turbocompressore rovente i componenti delle celle a batteria tendono a mantenersi integri e funzionanti per poter essere recuperati e riutilizzati dal momento che eccetto alcuni accumulatori agli ioni di litio non hanno materiali infiammabili possono essere considerati veicoli molto più sicuri in caso di incidente e costituiti da molti derivanti da materiali riciclabili con il costo delle batterie che ora per la mancanza di una produzione di serie va dal 80 del totale di 50.000 euro per veicoli potenti a lungo raggio con costose batterie nimh fino al 50 di 16.000 euro per veicoli di uso cittadino con batterie nichel-cadmio zinco-aria o al magnesio ed autonomie inferiori ai 160 km questo comporta minori costi percentuali di riparazione post-collisione dal momento che sono per buona parte riciclabili si potrebbe accennare brevemente al costo assicurativo di una vettura elettrica ad oggi il costo di una assicurazione media è relazionata ai kw/h di potenza che tale motore può erogare il costo di assicurazione di una vettura elettrica è paragonabile al costo assicurativo per una supercar sportiva con spese dellordine di centinaia di dollari al mese questo potrebbe rende difficoltoso pensare a una imminente immissione sul mercato di tali vetture un altro problema sarà che all inizio della loro produzione le automobili elettriche

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