Batterie per veicoli elettrici: navigando tra disinformazione e incomprensioni

Il 22 Ottobre è uscito un articolo su una importante rivista mensile dedicata alle auto dal titolo "Batterie agli ioni di litio.

Ci sono ancora nodi da sciogliere" ( Qui l'articolo ).

Quali sono i nodi da sciogliere secondo l'articolista? Proviamo a scioglierli?

Il primo nodo da mettere a fuoco è ... il pericolo d'incendio. Effettivamente è capitato che lap top, cellulari e altri piccoli gadget elettronici si siano incendiati o addirittura le batterie siano improvvisamente scoppiate ma questo è avvenuto per: a) difetto di produzione delle batterie, b) quando le batterie al litio adottavano la desueta tecnologia del litio/cobalto oramai inutilizzata nella produzione di veicoli elettrici. Come dicevo quasi tutti i veicoli elettrici non hanno più a bordo le batterie al litio cobalto (LiCo) ma le più moderne batterie ai polimeri di litio (LiPo) o le nuovissime batterie al litio ferro fosfato (LiFePO4).


Nella figura si possono leggere le dimensioni di celle da 100Ah

Le batterie (Battery Packs) sono realizzate accoppiando celle base con tensioni da 3,7 volt per le LiPo o 3,2V per le LiFePO4 dimensioni per raggiungere la tensione desiderata che sarà sempre un multiplo delle celle base. Teoricamente non esiste un limite al voltaggio tant'è che ultimamente abbiamo realizzato o aiutato a produrre per il mercato nazionale batterie al litio da 280 V per bus e furgoni da 35 quintali di portata e pacchi batteria ad uso stazionario da circa 600V. Il pacco batteria così costituito ha integrato un sistema elettronico di controllo che ottimizza sia la scarica che la ricarica dell'intero pacco batteria tenendo d'occhio vari parametri per ciascuna delle singole celle che lo costituiscono quali la tensione, la corrente, la temperatura. Questo controllo prende il nome di BMS (Battery Managment System), più è sofisticato e preciso più allunga la vita delle batterie.
Il sistema batterie/BMS e tutto ciò che sta ad ulteriore integrazione non è una cosa del futuro,esiste, è commercializzato in quantità sufficienti da ritenerlo pronto alla fase di produzione industriale, suscettibile sì di miglioramento ma pur sempre capace di svolgere perfettamente la propria funzione che è quella di rendere fruibile l'accumulo di energia e la cessione della stessa al momento opportuno e nel miglior modo possibile. Il sistema permette anche di riportare nelle batterie l'energia prodotta dal motore elettrico (diventa generatore) nelle fasi di frenata o decelerazione consentendo in tal modo di disporre di un surplus di energia e quindi un ulteriore beneficio tra consumo/non spreco equivalente ad almeno un buon 10 %.

Secondo punto: Le auto elettriche, che arriveranno tra qualche anno, dovranno passare i severi crash test. Nessun problema. Queste nuove batterie al litio superano i test del 'chiodo' (nail test) ovvero la perforazione delle celle da parte un corpo metallico esterno che danneggi e laceri l'involucro e il contenuto. Nessun problema se non quello che viene ad interrompersi il funzionamento della cella o, in alcuni casi, dell'intero pacco batteria ma pensiamo che dopo un crash test reale (incidente, scontro) questo possa considerarsi l'ultimo dei problemi di cui preoccuparsi.

Terzo punto: i costi. In 10 anni cioè da quando si parla di batterie al litio per automotive il prezzo è sceso di 20 volte e in 2 anni si è dimezzato. Quando vi sarà una vera produzione di auto elettriche con batterie al litio i prezzi scenderanno progressivamente. Un altro dato interessante da tenere presente trattando l'argomento dei costi energetici impiegati nella realizzazione delle batterie al litio è che la materia prima che costituisce le batterie non viene (ovviamente) bruciata come accade invece con il carburante delle auto col motore a scoppio (che scompare quindi in una nuvola di CO2 e gas incombusti, cicli aromatici e altre sostanze volatili tanto dannose alla salute umana quanto alla vita del pianeta intero) ma semplicemente il metallo viene rigenerato e riadattato per costruire nuove batterie efficienti quanto quelle da cui sono derivate. Ciò significa che il costo di riattivazione del sistema di accumulo sarà inferiore rispetto al costo del primo sistema da cui è derivato. Aggiungo che l'elettronica ha una vita estremamente lunga e che il motore elettrico ha una vita ancora più lunga tanto da poter essere tolto e rimontato su generazioni e generazioni di veicoli elettrici .

Ultimo punto: l'autonomia. Attualmente siamo in grado di costruire set di batterie con autonomie intorno ai 200/300 chilometri più che sufficienti alle necessità quotidiane del 90 % dei guidatori europei rappresentando addirittura il doppio e il triplo delle percorrenze massime .
Anche per i corrieri, che svolgendo la loro attività nel trasportare merci in città percorrono circa 250 km a settimana ovvero una media di 50 km al giorno, non avrebbe senso mettere a bordo pacchi batterie con range superiore ai 100 km.

Oltre agli evidenti benefici provenienti dall'utilizzo dei veicoli elettrici, specialmente nell'ambito urbano, dal punto di vista ambientale in ragione delle mancate emissioni inquinanti e sonore, rumore pressoché nullo, si aggiungono i vantaggi della razionalizzazione dei consumi elettrici in quanto la ricarica delle batterie potrebbe essere effettuata durante la notte quando la richiesta nazionale è molto bassa.

Oramai tutti (o quasi) i grandi costruttori di veicoli endotermici hanno scoperto che la strada che permetterà loro di continuare ad avere una speranza di sopravvivenza nel mercato è quella di realizzare veicoli elettrici. I grandi costruttori giapponesi, americani e alcuni europei hanno stretto collaborazioni attive con i più importanti produttori di batterie segno evidente che il percorso è tracciato e non accetterà deviazioni o palliativi transitori come il biofuel o l'ibrido o l'idrogeno. Governi nazionali asiatici, americani ed europei spingono la ricerca grazie ad ingenti stanziamenti statali per la realizzazione di pacchi batterie integrati con l'elettronica e lo sviluppo di nuove batterie ancora più performanti delle batterie attuali al litio (LiPo e LiFePO4) con programmi a lunga scadenza.

Questa è la strada giusta da percorrere … subito. Chi ha orecchie intenda.

Flotta di veicoli elettrici trasporto merci per il centro storico di Firenze
Master Renault e Gem-Chrysler – Corriere Bartolini

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