Batterie per auto elettriche: tutto quello che c’è da sapere

Gli EV sono qui per restare e gli automobilisti devono diventare esperti nella tecnologia delle batterie per auto elettriche. Non è un compito facile: gli automobilisti devono ripassare le lezioni di ingegneria elettrica e di chimica per comprendere appieno le cellule dei veicoli.

In questa guida, spieghiamo come funzionano le batterie delle auto elettriche per un profano, cosa cercare se stai pensando di comprare un EV e come distinguere tra una buona tecnologia delle batterie e qualcosa che potrebbe presto sembrare Betamax.

Batterie per auto elettriche: quali tipologie esistono?

La maggior parte dei veicoli elettrici in vendita oggi usa una tecnologia di batteria fondamentalmente simile. Centinaia di singole celle di batteria impacchettate in moduli o tasche, che assemblate insieme formano la batteria dell’auto elettrica. Sono affari enormi, in genere si estendono per diversi metri di lunghezza e, come tali, sono alloggiati lungo il telaio di un’auto sotto i tuoi piedi, spesso in una configurazione a skateboard.

L’ex CEO di Tesla e ora di Lucid, Peter Rawlinson, spiega: “È importante differenziare. I piccoli elementi individuali sono le celle – l’unità finita è la batteria”. Sono raggruppati in un’unità di batteria, che è condizionata per mantenere una temperatura operativa ottimale indipendentemente dal clima estivo o invernale esterno.

Come funziona la batteria di un’auto elettrica

Ci sono due tipi principali di batterie per auto elettriche comunemente usate oggi:

• Batteria agli ioni di litio. Usata dalla maggior parte dei produttori di EV (ad esempio Tesla, Jaguar)
• Nichel-metallo idruro. Vista negli ibridi (es. Toyota)

La chimica di base non è molto diversa dalle batterie del tuo cellulare. La maggior parte degli smartphone moderni usano batterie agli ioni di litio per la ricarica rapida – questo è ciò che si trova in un iPhone o in un cellulare Samsung Galaxy, solo distribuito su una scala gigante.

I requisiti sono complessi: devono essere in grado di immagazzinare molta energia, ma anche di ricaricarsi rapidamente. Inoltre devono essere capaci di mantenere la loro densità di energia per molte migliaia di cicli di ricarica, il tutto mentre vengono presi a pugni da strade, buche e tanto altro ancora.

Capacità della batteria dell’auto elettrica

Per fornire l’energia necessaria a spingere un’auto dal peso di due tonnellate in su, le batterie EV sono generalmente piuttosto grandi. La loro capacità energetica è normalmente misurata in KiloWattora (o kWh), che denota l’immagazzinamento di energia della batteria in un tempo specifico.

Quindi una batteria da 100 kWh in una Tesla Model S è in grado di fornire un massimo di 100 kilowatt di energia per un’ora di fila. La tipica guida giornaliera utilizzerà molto meno energia di quella, quindi in realtà la batteria durerà per diverse ore prima di dover essere ricaricata.

Quanto durano le batterie delle auto elettriche?

Se stai considerando un EV, è importante che tu scelga un’auto con una capacità della batteria abbastanza grande da soddisfare le tue esigenze. Se la maggior parte della tua guida è costituita da brevi tragitti o corse scolastiche in città, una batteria di minore capacità andrà bene.

Una nuova razza di piccole auto elettriche, come la Honda E, sta arrivando con capacità di batteria relativamente deboli. La Honda ha una piccola batteria da 35 kWh, sufficiente per circa 130 miglia di autonomia. Questo dovrebbe essere sufficiente se si vive in città, ma molti vorranno più gamma, motivo per cui Jaguar equipaggia la sua i-Pace con una batteria da 85kWh per una gamma dichiarata di 292 miglia.

È molto semplice: più autonomia ti serve, più grande è il pacco batterie che dovresti specificare, oppure accetta di dover ricaricare più frequentemente. Le batterie più piccole oggi sono intorno ai 30 e qualcosa kWh, mentre le più grandi vanno fino a 100kWh. È interessante notare che il prezzo delle batterie più grandi è significativo. Il nostro consiglio è di non farsi spaventare dalle capacità più piccole, a patto di avere la ricarica a casa e un modesto spostamento.

Longevità, affidabilità e garanzie

Quanto dura una batteria EV non è solo una questione di autonomia giornaliera, naturalmente. Alcuni acquirenti sono preoccupati di quanto durerà la batteria stessa, ma tutte le prove suggeriscono che la tua auto non subirà una morte catastrofica della batteria come potrebbe accadere al tuo vecchio telefono cellulare.

Ci sono così tante celle in una tipica batteria EV che mantengono la capacità anche dopo centinaia di migliaia di chilometri. Anche se non funzioneranno bene come quando sono nuove e fresche di scatola, manterranno la carica per molti, molti anni a venire e internet è pieno di auto elettriche e ibride ad alto chilometraggio che funzionano ancora bene nella loro vecchiaia. La durata prevista della batteria delle auto elettriche è di almeno un decennio e il nostro parere è che la tua auto cadrà a pezzi prima che la batteria si guasti.

Ecco perché tutte le nuove auto elettriche in vendita oggi sono dotate di lunghe garanzie, che garantiscono circa il 70% della capacità originale anche dopo sette o otto anni di utilizzo:

• BMW i3 Otto anni/100.000 miglia
• Hyundai Kona Electric Otto anni/100.000 miglia
• Kia e-Niro Sette anni/100.000 miglia
• Jaguar i-Pace Otto anni/100.000 miglia
• Nissan Leaf (sotto) Otto anni/100.000 miglia

Perché le batterie delle auto elettriche sono così costose?

Queste enormi batterie contengono un sacco di metalli molto costosi e rari, il che significa che costano un sacco di soldi. È il motivo per cui le auto elettriche sono così costose, rispetto alle loro controparti più convenzionali a benzina o diesel. Quel litio intensamente estratto non è economico…

Fortunatamente, il costo delle batterie sta gradualmente scendendo, anche se siamo ancora lontani dal fatto che le EV diventino economiche come le equivalenti a benzina. Il capo della Porsche R&D, Michael Steiner, ha recentemente detto: “Non vedo nella prima metà di questo decennio una buona possibilità di una svolta nella tecnologia delle batterie. Vedremo un beneficio incrementale graduale con le batterie agli ioni di litio. Prevediamo un miglioramento del 2-3% anno per anno nella tecnologia delle batterie agli ioni di litio”.

Chi possiede la batteria di un’auto elettrica?

La maggior parte delle batterie sono ora incluse nel prezzo di acquisto di un veicolo elettrico, ma nei primi giorni delle auto elettriche, negli anni ’90, alcuni produttori vendevano l’auto ma affittavano la batteria separatamente.

Renault era una marca che lo faceva, ma questo sistema si è quasi universalmente fermato ora. Era un modo per far sembrare i veicoli elettrici più economici al momento dell’acquisto – ma si era legati a un contratto di affitto mensile, pagando un finanziamento sulla batteria. Proprio come si fa col costo del telefono cellulare o di Netflix su molti mesi in un contratto di abbonamento.

Era un po’ una falsa economia e si rivelò difficile da spiegare nel mercato dell’auto di seconda mano, dove gli acquirenti erano scoraggiati all’idea di comprare un’auto senza avere la proprietà della batteria.

Pericoli e impatto ambientale

Le batterie delle auto elettriche sono rigorosamente testate e i produttori mettono in atto molti sistemi di sicurezza per assicurarsi che siano sicure. Se hai passato gli ultimi anni a guidare con benzina o gasolio altamente infiammabili nel tuo serbatoio, non c’è davvero nulla di cui preoccuparsi.

Sì, ci sono tensioni molto alte, ma i passeggeri non saranno mai esposti a scosse pericolose, e le batterie sono tipicamente protette dagli impatti essendo imballate in basso al centro dell’auto per evitare che siano danneggiate in un incidente.

Impatti ambientali? Ci sono numerosi studi che suggeriscono che mentre un EV è più costoso da produrre, è in effetti migliore per l’ambiente durante il suo intero ciclo di vita. Quando un’auto elettrica raggiunge la fine della strada, quelle preziose batterie possono essere rimosse e usate per immagazzinare energia per alimentare la tua casa in modo più efficiente. I sistemi intelligenti di approvvigionamento energetico sono il prossimo grande passo, secondo molti osservatori del settore.