Le batterie delle auto elettriche durano più del previsto, secondo uno studio

Le batterie sono il cuore pulsante delle auto elettriche. La loro durata e affidabilità non sono solo questioni tecniche, ma fattori importanti per garantire la transizione verso un futuro più pulito e meno dipendente dai combustibili fossili.

Tuttavia, una delle preoccupazioni più diffuse tra i consumatori riguarda la loro longevità e la loro capacità di resistere nel tempo, un aspetto che influenza direttamente i costi e la praticità di possedere un veicolo elettrico.

Di recente, degli studi condotti dal SLAC-Stanford Battery Center e pubblicati su riviste prestigiose come Nature Energy hanno portato alla luce risultati sorprendenti. In particolare, è emerso che i tradizionali test di laboratorio sottostimano la reale durata delle batterie, ignorando le condizioni d’uso tipiche della vita quotidiana.

Al contrario, simulazioni più realistiche, che riproducono il comportamento dei guidatori nel traffico urbano, durante i lunghi viaggi o nei periodi di sosta, mostrano un aumento significativo della durata delle batterie, in alcuni casi fino al 38%.

In questo articolo vedremo nel dettaglio le implicazioni di questi studi, sfateremo i miti più comuni legati all’invecchiamento delle batterie e condivideremo consigli pratici per prolungarne la vita.

Il problema dei test tradizionali

I test di laboratorio tradizionali sulle batterie al litio, utilizzati per stimarne la durata, seguono protocolli rigidi e standardizzati che si basano su cicli costanti di carica e scarica. In queste simulazioni, la batteria viene sottoposta a un flusso continuo e uniforme di corrente, senza pause o variazioni significative, per misurarne il degrado nel tempo. Tale approccio, pur essendo pratico per confrontare diverse tecnologie in condizioni controllate, non riflette le dinamiche complesse e variabili che caratterizzano l’uso quotidiano di un veicolo elettrico.

Nella vita reale, infatti, le batterie affrontano situazioni ben diverse: accelerazioni improvvise, frenate rigenerative, lunghi periodi di sosta e un mix di tragitti urbani e autostradali. Questi comportamenti non trovano spazio nei test tradizionali, che tendono a simulare scenari estremi più adatti a mezzi commerciali come autobus o furgoni utilizzati costantemente. Il risultato è una stima che spesso sottovaluta la durata effettiva delle batterie per i normali utenti, lasciando emergere una visione distorta della loro affidabilità.

Il limite nei test di laboratorio ha implicazioni importanti. I risultati standardizzati possono portare i consumatori a percepire le batterie come meno durature di quanto non siano in realtà, influenzando negativamente la fiducia nei veicoli elettrici.

Inoltre, l’assenza di variabilità nei protocolli di test rende difficile identificare strategie di gestione delle batterie che possano ottimizzare la loro durata nelle condizioni d’uso reali. Gli studi recenti dimostrano che è necessario un cambio di paradigma: occorre sviluppare metodi di test più realistici, capaci di replicare le sfide e le opportunità offerte dall’utilizzo quotidiano. Solo così sarà possibile comprendere appieno le potenzialità delle batterie e offrire soluzioni più efficaci per il futuro della mobilità elettrica.

I benefici dei cicli dinamici e realistici

I cicli dinamici sono un approccio innovativo per testare le batterie al litio, progettato per imitare le reali condizioni di utilizzo dei veicoli elettrici. A differenza delle prove tradizionali, che si basano su cicli di carica e scarica costanti, i cicli dinamici integrano elementi che riflettono il comportamento quotidiano dei guidatori. L’obiettivo è replicare più fedelmente possibile ciò che una batteria affronta nella vita reale così da avere una valutazione più accurata della sua durata e delle sue prestazioni.

I risultati ottenuti da studi condotti in questo modo sono sorprendenti. Le batterie testate con cicli dinamici hanno dimostrato una maggiore resilienza, con un aumento della loro durata fino al 38%. Ad esempio, le frenate rigenerative, che consentono di recuperare energia durante la decelerazione, hanno mostrato un effetto benefico nel preservare le celle. Allo stesso modo, le pause prolungate durante i periodi di inattività permettono alla batteria di “riposare”, mitigando gli effetti dell’uso continuo.

Anche le accelerazioni improvvise, contrariamente a quanto si potrebbe pensare, non accelerano il degrado della batteria. Al contrario, questi episodi possono contribuire a rallentare l’invecchiamento grazie a una gestione più equilibrata della capacità delle celle.

Tempo e utilizzo: i veri nemici delle batterie

L’invecchiamento delle batterie è un fenomeno complesso che varia in base al tipo di utilizzo e alle condizioni ambientali, distinguendosi in due principali categorie: l’invecchiamento naturale e il deterioramento causato da cicli intensivi di carica e scarica.

L’invecchiamento naturale, noto anche come “calendar ageing”, avviene indipendentemente dall’uso attivo della batteria. È un processo lento ma inevitabile, influenzato principalmente dal tempo, dalle temperature elevate e dallo stato di carica della batteria durante i lunghi periodi di inattività.

D’altra parte, il deterioramento da cicli intensivi si verifica nei mezzi commerciali come autobus e furgoni, che sono quasi costantemente in funzione o in fase di ricarica. In questi contesti, l’uso frequente e continuo della batteria contribuisce all’usura, ma non sempre in modo uniforme.

Studi recenti dimostrano che i profili dinamici di utilizzo, come accelerazioni e frenate rigenerative, possono in realtà mitigare alcuni effetti del deterioramento, bilanciando lo stress sulle celle.

Un mito comune da sfatare è che le accelerazioni improvvise e i frequenti cicli di utilizzo siano sempre dannosi per la durata delle batterie. Al contrario, questi eventi possono persino avere un effetto positivo, specialmente se bilanciati da pause e fasi di recupero energetico.

Ad esempio, le frenate rigenerative non solo riducono l’usura complessiva, ma contribuiscono a recuperare energia, migliorando l’efficienza del sistema. È dunque evidente che l’uso reale di una batteria può portare a risultati molto diversi rispetto alle stime basate su test tradizionali.

Le innovazioni nei sistemi di gestione delle batterie

Le innovazioni nei sistemi di gestione delle batterie, noti come Battery Management Systems (BMS), sono fondamentali per sfruttare appieno il potenziale delle tecnologie odierne. Un BMS efficace non si limita a monitorare lo stato di carica e la temperatura della batteria, ma gioca un ruolo cruciale nell’ottimizzare il suo utilizzo e nel prolungarne la vita.

Tuttavia, per ottenere risultati concreti, questi sistemi devono evolversi per riflettere le condizioni di utilizzo reale dei veicoli elettrici, andando oltre i modelli statici utilizzati in passato.

Gli studi recenti hanno dimostrato che i test basati su cicli dinamici, che simulano il comportamento dei guidatori, possono fornire dati molto più accurati sulle prestazioni delle batterie.

Incorporare queste informazioni nei BMS consente di sviluppare strategie di gestione più sofisticate, come adattare la velocità di scarica durante accelerazioni improvvise o ottimizzare i tempi di recupero energetico nelle frenate rigenerative.

Un altro vantaggio chiave dei nuovi approcci di test è la capacità di fornire stime più realistiche sulla durata delle batterie. Mentre i test tradizionali tendevano a sottovalutare la loro effettiva resilienza, le simulazioni dinamiche evidenziano come determinati comportamenti, come le pause prolungate o i cicli intermittenti di carica-scarica, possano effettivamente estendere la vita delle celle.

Cosa significa tutto questo per i possessori di veicoli elettrici

Per i guidatori di veicoli elettrici, le scoperte emerse dagli studi recenti rappresentano una notizia estremamente positiva. Contrariamente alle stime basate sui test tradizionali, la durata delle batterie può essere significativamente maggiore di quanto ci si aspetti, soprattutto quando i veicoli vengono utilizzati in condizioni quotidiane reali.

Una delle chiavi per massimizzare la durata delle batterie risiede nell’adottare abitudini di guida consapevoli. Ad esempio, sfruttare le frenate rigenerative non solo contribuisce a migliorare l’efficienza energetica del veicolo, ma riduce anche lo stress complessivo sulle celle, rallentando il loro deterioramento.

Allo stesso modo, evitare scariche profonde, cioè l’utilizzo della batteria fino a livelli estremamente bassi, può prevenire danni strutturali e prolungare la sua vita operativa. Anche le pause durante l’utilizzo del veicolo, come le soste nei parcheggi, offrono un’opportunità per la batteria di “riposare”, un aspetto che si è rivelato vantaggioso nei cicli dinamici di utilizzo.