Batterie auto elettriche: impariamo a conoscerle

Per toglierci dalla testa l’idea che le batterie auto elettriche sono delle semplici pile solo un po’ più grandi pensiamo all’energia che possono scaricare. La batteria di uno scooter elettrico, tanto per fare un esempio, contiene abbastanza corrente da far viaggiare un mezzo di 100 kg circa, più il guidatore, fino a 80 km/h con un’autonomia di un centinaio di chilometri (più o meno), salite comprese. Fate le proporzioni con un’automobile e avrete un’idea di che cosa sono oggi le batterie auto elettriche.

Il principio di base resta quello della pila, cioè dell’accumulatore di energia, ma in quanto a potenza e pericolosità le batterie auto elettriche sono più vicine a una tanica di benzina che a una pila stilo del telecomando Tv. Precauzioni, regole di manutenzione e di sicuezza devono andare di pari passo. Per non avere problemi con questi oggetti nuovi nella nostra vita di tutti i giorni serve prima di tutto conoscerli un po’ meglio.

Le batterie attualmente in uso sui veicoli a basse emissioni ad alimentazione elettrica sono costruite con tre tecnologie, da cui derivano caratteristiche e prestazioni differenti. Queste tre tecnologie sono: nickel-metl-idrato (NiMH); piombo-gel (PbGel/Silicon); litio (Li). Le batterie al piombo e quelle al litio hanno delle sottocategorie, ma la distinzione di massima è questa. Vediamo di conoscerle meglio.

Batterie auto elettriche nickel-metal-idrato. Sono in via di estinzione, progressivamente sostituite con quelle al litio. Si tratta delle prime usate sulle automobili ibride di vecchia generazione, come alimentazione ‘aggiuntiva’ al motore termico a benzina. Il loro limite è la scarsa autonomia che danno all’automobile quando viaggia in solo elettrico: 3-4 chilometri soltanto.

Batterie auto elettriche al piombo. Anche queste stanno per essere rimpiazzate dalle batterie al litio, che sono molto più leggere. La tecnologia delle batterie al piombo è la più antica, ma non la più obsoleta perché di recente è stata innovata con la tecnologia ‘piombo-gel’ che ne ha migliorato un po’ le prestazioni. Le batterie al piombo sono considerate sicure e affidabili, ma quelle più vecchie necessitano di periodiche aggiunte di acqua o acido e hanno una vita media di 3-400 cicli di scarica completi. Considerato che un ciclo di scarica corrisponde a circa 70 km di autonomia, le batterie al piombo (che per un’auto elettrica  costano circa 400-500 euro) hanno una durata di 20km circa. Con le piombo-gel le cose vanno un po’ meglio.

Batterie auto elettriche al silicone. Non lasciatevi distrarre, si tratta ancora delle batterie al piombo di cui sopra. Questa definizione nasce dal fatto che le batterie al piombo-gel contengono un elemento che si chiama gel di silicio, il che porta alcuni rivenditori a chiamarle impropriamente ‘batterie al silicone’ (forse per farle credere più leggere). Tranquilli, non esistono batterie di gomma e il piombo pesa come il piombo.

Batterie auto elettriche al litio. Queste sono le più moderne, ma ne esistono diverse versioni. Quelle a litio-polimero LiPo sono pericolose perché in caso di urto si possono incendiare ed esplodono. Per questo motivo non vengono usate sui mezzi di trasporto, ma trovano applicazione nel mondo dell’Internet of Things (Internet delle cose) per alimentare i sensori di cui sono dotati gli oggetti (batterie ‘thin-film’). Versioni sicure e affidabili delle batterie al litio sono quelle a ioni di litio (Li-Ion), quelle a litio-ferro-fosfato (LiFePO₄) e quelle a litio-ferro-ittrio-fosfato (LiFeYPO₄). Le migliori al momento sono considerate le LiFePO, che hanno la caratteristica di perdere soltanto il 5% ogni anno della capacità di carica.

In cosa consiste un ciclo di ricarica? La vita di una batteria non si misura in anni ma in cicli di ricarica, in pratica dipende dall’intensità di utilizzo. Attenzione però: Il ciclo di carica non corrisponde a quante volte la batterie viene ricaricata, ma a quante volte viene mandata a zero. Esempio: se scarico la batteria al 25% e poi la ricarico, non ho compiuto un ciclo di ricarica. Il ciclo sarà completo solo quando avrò scaricato la batteria del 25% per altre tre volte, arrivando così al 100 per cento.

La cosa importante da sapere è che una batteria auto elettrica (e tutte le batterie moderne in genere) non dovrebbe mai essere scaricata al 100% perché più questo avviene e meno dura la batteria. Se le ‘antiche’ batterie nichel-cadmio dei telefonini dovevano essere scaricate al 100% per evitare il cosiddetto ‘effetto memoria’, per le batterie di oggi vale l’esatto contrario ed esse durano di più se vengono scaricate/ricaricate poco e spesso.

Che cos’è la capacità di scarica? È un indicatore importante della qualità di una batteria auto, ma è poco conosciuto e ancora meno comunicato. Più è alta la capacità di scarica e maggiore è la quantità di energia che una batteria può fornire. Una alta capacità di scarica ella batteria è necessaria per alimentare motori potenti e avere buone prestazioni. La capacità di scarica è indicata con una C maiuscola sull’involucro esterno della batteria, seguita da un numero che più è alto e maggiore è la capacità. Attenti però: 2C significa 2 x 100=200A, ma C2 significa 100/2=50A.

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Pubblicato da Michele Ciceri il 15 Maggio 2014