Negli ultimi anni quasi tutte le informazioni sui veicoli elettrici si sono concentrate sul sistema di alimentazione dei motori. Le batterie delle auto elettriche sono così diventate le protagoniste assolute della comunicazione sulla mobilità elettrica. Il motivo? Sono la componente più importante e più costosa delle nuove automobili. Questo perché un motore elettrico è come se “coincidesse” con la sua batteria, essendo il resto delle componenti (e dello stesso funzionamento) molto più semplici ed efficienti rispetto a un motore a combustione. È inoltre la più costosa, perché i materiali utilizzati, come litio, nichel e cobalto, sono preziosi e difficili da reperire.
In termini di impatto ambientale, i vantaggi delle auto elettriche sono evidenti da tempo. Infatti, scegliere la mobilità elettrica significa contribuire a una significativa riduzione delle emissioni nocive, sia per l’atmosfera che per la salute umana. Basti pensare all’anidride carbonica, al monossido di carbonio, agli ossidi di azoto, all’anidride solforosa e al particolato; quest’ultimo in particolare è il principale responsabile delle polveri sottili che peggiorano la qualità dell’aria, soprattutto negli ambienti urbani. A questi benefici se ne possono aggiungere tanti altri: costi di manutenzione inferiori nel lungo periodo, una maggiore efficienza energetica, silenziosità e sostegno a una tecnologia sempre più in evoluzione.
Proprio perché le opportunità da cogliere sono tante diventa ancora più importante fare chiarezza sulle batterie delle auto elettriche, l’argomento di maggiore interesse per chi sta valutando il passaggio dal motore termico a quello elettrico. Comprendere al meglio il funzionamento delle batterie, la loro durata e l’eventuale grado di pericolosità permette di fare scelte più consapevoli per la mobilità sostenibile delle famiglie, pubblica e delle aziende. Non solo: consente anche di pianificare al meglio l’installazione e la distribuzione delle colonnine di ricarica, sfruttando tutte le soluzioni disponibili. Infatti ci sono grandissimi margini di crescita per la rete delle stazioni di ricarica private, sia nei condomìni che negli spazi aziendali.
Che tipo di batterie usano le auto elettriche?
Le auto elettriche oggi utilizzano prevalentemente batterie agli ioni di litio. Il funzionamento è piuttosto semplice e si basa su un processo chimico. Le batterie sono composte da celle e moduli, e la loro struttura è la stessa delle batterie con le quali abbiamo maggiore familiarità: quelle dei computer e degli smartphone!
Composizione
All’interno delle celle vi sono un polo negativo, un polo positivo e un elettrolita, un “mezzo” liquido attraverso cui si spostano gli elettroni.
L’energia del motore
Gli elettroni si muovono dal polo negativo, dove sono in eccesso, al polo positivo, dove c’è una loro scarsità. Questo movimento avviene perché ogni sistema tende all’equilibrio. È questa la fase in cui la batteria cede energia al motore. In pratica, il passaggio di elettroni alimenta la macchina!
La ricarica
Durante la fase di ricarica avviene lo stesso processo ma al contrario. Gli elettroni vengono estratti da un polo e immagazzinati nell’altro. Ogni volta che attacchiamo la spina alla batteria, per ricaricarla, andiamo quindi ad alterare un equilibrio. In altre parole, una batteria carica è una batteria squilibrata. Ma è proprio lo squilibrio a fornirci energia!
La capacità delle batterie delle auto elettriche di immagazzinare energia è espressa in kilowattora, kWh, e sul mercato esistono moltissimi tipi di batterie, a seconda delle case produttrici e dei modelli di auto. La capacità è strettamente legata alle dimensioni e al peso; una batteria che garantisce molti kWh sarà più grande, più pesante e più costosa. A loro volta, le dimensioni delle batterie sono proporzionali a quelle delle auto, per ragioni di equilibrio tra massa e prestazioni. In generale, possiamo dividere il mercato delle auto (e quindi delle batterie) in quattro fasce.
Utilitarie e compatte
Sono le auto più piccole, progettate per un uso prevalentemente urbano e, di conseguenza, con un’autonomia limitata; le batterie variano dai 20 kWh ai 40 kWh e sono le più piccole disponibili.
Crossover e automobili di medie dimensioni
È la fascia media, caratterizzata da veicoli che permettono anche spostamenti fuori città e viaggi, grazie a un’autonomia che comincia a essere moderata; le batterie sono in genere comprese tra i 40 kWh e i 70 kWh.
SUV e automobili di grandi dimensioni
È la fascia di auto che monta le batterie più capienti, dai 70 kWh agli oltre 100 kWh; l’autonomia è estesa, così come le prestazioni dei veicoli.
Veicoli commerciali
Parliamo di furgoni, autobus e camion; le batterie in questi casi sono ben superiori ai 100 kWh, fino ad arrivare a diverse centinaia (anche 500 kWh e oltre) nel caso di camion adibiti al trasporto di carichi impegnativi.
Quanto durano e che fine fanno le batterie delle auto elettriche?
Stabilito il collegamento tra dimensioni ed energia immagazzinata, la domanda più frequente è: quanto durano le batterie delle auto elettriche? Per rispondere dobbiamo fare riferimento a due aspetti differenti, entrambi legati al concetto di “durata”. Il primo riguarda l’autonomia del veicolo elettrico: quanti chilometri posso fare con la batteria completamente carica, cioè con un pieno di energia? Il secondo aspetto riguarda la vita della batteria: quanti anni dura e dopo quanto tempo conviene cambiarla?
In generale, le batterie comprese tra i 60 kWh e i 100 kWh garantiscono un’autonomia compresa tra i 250 e i 500 chilometri circa. È importante però sottolineare che non c’è una corrispondenza univoca tra kilowattora disponibili e chilometri. Per essere più chiari, non esiste una tabella che stabilisce una relazione certa tra numero di kWh e chilometri percorribili. Infatti, i chilometri che possono essere percorsi dipendono da diversi fattori: caratteristiche tecniche delle batterie, peso dei veicoli, utilizzo continuo di dispositivi come il climatizzatore, stile di guida e condizioni climatiche.
Allo stesso tempo, è difficile stabilire con certezza la durata della vita di una batteria: anche in questo caso non esiste una batteria standard, unica per tutte le vetture. In genere, la vita delle batterie è compresa tra i 1.000 e i 1.500 cicli di ricarica. C’è da dire che, se le stime teoriche non corrispondono mai alle misurazioni effettive, forniscono in ogni caso indicazioni molto interessanti. Prendendo come riferimenti le precedenti percorrenze chilometriche, possiamo così dire che una batteria garantisce all’auto circa 250.000-300.000 chilometri.
Quando la capacità delle batterie scende sotto il 70%-80% si consiglia di cambiarle. E cosa succede, a quel punto, alle vecchie batterie? Che fine fanno? Le batterie dismesse, che per anni hanno rappresentato un problema per lo smaltimento e per l’ambiente, da qualche tempo stanno rientrando in un processo di riciclo più virtuoso. Infatti, prima di pensare alla loro scomposizione e al trattamento dei materiali, i produttori stanno sempre più considerando la possibilità di una seconda vita. Come? Ad esempio, utilizzandole in impianti solari o in stazioni di ricarica, come elementi per compensare i picchi di corrente. Tra l’altro, quando vengono integrate in processi di questo tipo (meno stressanti e dispendiosi rispetto all’uso su un veicolo elettrico) possono offrire un valido contributo per diversi anni, anche più di cinque! Infine, quando anche la seconda vita volge al termine, c’è sempre la possibilità di recuperare materiali come nichel, cobalto, rame, litio e alluminio. I progressi della tecnologia consentono oggi di recuperare quasi il 90% dei materiali! Un risultato impensabile qualche anno fa.
Le batterie delle auto elettriche sono pericolose?
Un’altra domanda che spesso si sente riguarda la sicurezza delle batterie delle auto elettriche. È vero che sono pericolose? La risposta più immediata è no. Prima di essere utilizzate per i motori elettrici vengono sottoposte a una serie di prove e controlli piuttosto severi: sovraccarico, scaricamento, corto circuito interno ed esterno, basse temperature, surriscaldamento e incendio. La stessa auto viene sottoposta a test di penetrazione per identificare le zone vulnerabili, choc da impatto e crash test. In proporzione, le batterie (e di conseguenza le auto elettriche) sono addirittura meno soggette a prendere fuoco rispetto ai tradizionali motori a combustione.
Auto aziendali e colonnine di ricarica condominiali
Per il raggiungimento degli obiettivi definiti dall’UE, ovvero emissioni zero di CO2 per tutti i nuovi veicoli dal 2035 e neutralità climatica nel 2050, sono fondamentali due strategie: elettrificazione delle flotte di auto aziendali e semplificazione delle operazioni di ricarica.
Oltre agli effetti immediati in termini di impatto ambientale, risparmio e soddisfazione dei dipendenti, la scelta di veicoli elettrici per le aziende e PMI innescherebbe un circolo virtuoso molto interessante. Le flotte aziendali, infatti, determinerebbero conseguenze positive sul mercato dell’usato, favorendo sotto diversi punti di vista la transizione verde.
Parallelamente, la diffusione delle colonnine, a cominciare dagli spazi condominiali, avrebbe due meriti: renderebbe più facile la ricarica delle vetture e farebbe crescere la disponibilità verso le auto elettriche da parte degli incerti.
Fonte: https://www.eon-energia.com/magazine.html