Batterie dei veicoli elettrici

La batteria di trazione di un veicolo elettrico immagazzina energia chimicamente e fornisce elettricità al sistema di propulsione. Questa serie spiega come specifiche, costruzione e sistemi di controllo influiscano sulla guida, sulla ricarica e sull’esperienza di possesso del veicolo. Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti: come le batterie immagazzinano e rilasciano energia Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti: come funzionano le auto completamente elettriche

Cosa conta nel confronto tra batterie per veicoli elettrici

Parti da ciò che misura un dato di capacità. La capacità lorda è l’energia totale dichiarata dal costruttore prima di applicare la finestra operativa accessibile al conducente. EVKX definisce la capacità netta, o utilizzabile, come tutta l’energia accessibile dal 100 % visualizzato fino all’arresto della propulsione, compresa un’eventuale riserva accessibile sotto lo 0 % visualizzato. I costruttori possono usare limiti diversi per i valori definiti netti o utilizzabili.

L’energia nell’intervallo visualizzato 100–0 % esclude questa riserva sotto lo zero. I margini di protezione inaccessibili restano fuori dalla capacità netta. Il capitolo Buffer della batteria e capacità utilizzabile spiega queste grandezze e perché la differenza tra lordo e netto non permette di sapere quanta energia rimanga quando l’indicatore segna zero.

L’autonomia dipende sia dall’energia disponibile sia dal consumo del veicolo. Per illustrare il calcolo, supponiamo che entrambi i veicoli abbiano 60 kWh disponibili per la marcia. Un consumo di 16 kWh/100 km dà 375 km; un consumo di 24 kWh/100 km dà 250 km. Entrambi i calcoli usano l’energia prelevata dalla batteria, anziché l’elettricità fatturata da una colonnina. Sono distanze illustrative a consumo costante, non previsioni per auto specifiche.

Per la ricarica, confronta il tempo e l’energia aggiunta in una finestra di carica dichiarata, specificando la temperatura della batteria e l’attrezzatura di ricarica. La potenza di picco descrive un punto della curva di ricarica. Il capitolo Ricarica delle batterie spiega come i limiti di batteria, veicolo e stazione determinino il resto della sessione.

LFP descrive la chimica della cella; prismatico descrive il formato della cella. Ridurre i componenti dei moduli può diminuire la massa del pacco, mentre gli assemblaggi incollati possono rendere più difficile la sostituzione delle singole celle. I pacchi strutturali possono comunque contenere moduli. Pacchi batteria spiega queste scelte costruttive e le loro implicazioni per la riparazione.

Trova il capitolo che ti serve

Fondamenti

• Fondamenti delle batterie spiega come le celle immagazzinano e rilasciano energia e distingue tensione, corrente, potenza ed energia.
• Chimica e componenti delle celle tratta materiali degli elettrodi, elettroliti, separatori e l’effetto delle loro combinazioni sulle prestazioni delle celle.
• Formati delle celle confronta celle cilindriche, prismatiche e a sacchetto, compreso il formato prismatico allungato Blade di BYD. Fraunhofer ISI: formati delle celle delle batterie agli ioni di litio (2022)
• Pacchi batteria spiega connessioni elettriche, moduli, integrazione strutturale, densità energetica del pacco e riparabilità.

Funzionamento e controllo

• Sistemi di gestione della batteria spiega come le misure diventano stime dello stato della batteria, limiti operativi e risposte ai guasti.
• Gestione termica segue il calore attraverso la batteria e spiega raffreddamento, riscaldamento e precondizionamento.
• Bilanciamento delle celle spiega come i metodi passivi e attivi correggono le differenze di carica tra gruppi collegati in serie per migliorare l’accesso all’energia utilizzabile.
• Ricarica delle batterie tratta curve di ricarica, tempi di ricarica, limiti di temperatura e compatibilità dei caricabatterie.
• Buffer della batteria e capacità utilizzabile distingue l’energia lorda, netta e dell’intervallo visualizzato, i margini di protezione e un’eventuale riserva accessibile sotto lo zero.

Uso e proprietà

• Degrado delle batterie spiega la perdita permanente di capacità e potenza, le condizioni di invecchiamento e l’interpretazione dello stato di salute della batteria.
• Sicurezza delle batterie tratta prevenzione e contenimento dei guasti, ciò che dimostrano i test di sicurezza e come reagire ad avvisi o sospetti danni.
• Garanzia delle batterie separa la copertura dei difetti dalle garanzie di capacità e spiega i test accettati, i requisiti di ammissibilità e gli impegni di riparazione.
• Ciclo di vita delle batterie segue diagnosi, riparazione, valutazione per una seconda vita e riciclaggio, compresi i passaporti delle batterie e i requisiti di riciclaggio dell’UE.

La guida pratica Come verificare la salute della batteria di un veicolo elettrico con una stima della capacità mostra come i dati di guida possano stimare l’energia lungo l’intervallo di carica visualizzato e aiutare a seguirne le variazioni. Spiega i limiti del metodo e quando occorre un test diagnostico; una stima ricavata dalla guida non dimostra da sola un guasto né basta a far accettare una richiesta di garanzia.

Industria e sviluppi

• Produttori di batterie classifica i principali fornitori di celle in base all’energia installata e spiega assemblaggio dei pacchi, produzione di proprietà delle case automobilistiche e joint venture.
• Ultimi progressi nella tecnologia delle batterie per veicoli elettrici esamina gli sviluppi in produzione e i progetti emergenti, distinguendo la fase di sviluppo dalla qualità delle prove a sostegno delle prestazioni dichiarate.

Per connettori, attrezzature di ricarica domestica e pubblica, ricarica bidirezionale e sostituzione rapida delle batterie, consulta la serie separata Ricarica dei veicoli elettrici.