(Adnkronos) – Auto elettriche bloccate dal freddo estremo negli Stati Uniti, con decine di Tesla abbandonate nelle strade di Chicago dopo che le temperature sono crollate a -18°C. Ma perché?
Secondo i test condotti dalla rivista Usa ‘Consumer Reports’ pubblicata dall’associazione Consumers Union l’autonomia delle auto elettriche scende di circa il 25% in autostrada, in media, quando le temperature scendono sotto zero.
Le ragioni principali del calo dell’autonomia di guida, ovvero della distanza che le auto elettriche possono percorrere prima di ricaricarsi, rileva l’associazione, sono due: la batteria e il conducente. “Sia gli esseri umani che le batterie dei veicoli elettrici funzionano al meglio in un intervallo di temperatura simile, che si aggira tra i 60 e i 70 gradi Fahrenheit (tra 15 e 21°c“, spiega Andy Garberson, responsabile marketing della società di ricerca sulle batterie per veicoli elettrici Recurrent, secondo quanto riferisce la ‘Cnn’.
Le batterie funzionano attraverso reazioni chimiche con elettroni e ioni che si spostano da un lato all’altro della batteria. Quando fa troppo freddo, tutti i tipi di reazioni chimiche rallentano, comprese quelle che avvengono nella batteria. Ciò significa che l’autonomia di guida si riduce.
Ma anche gli esseri umani non funzionano bene al freddo. Quando guidiamo in una giornata fredda, osserva Garberson, “dobbiamo alzare il riscaldamento. Questo è un fattore di riduzione dell’autonomia dei veicoli elettrici molto più importante dell’effetto della temperatura sulla batteria stessa“.
In un’auto a benzina, rileva, l’accensione del riscaldamento non influisce affatto sul consumo di carburante. Infatti, quando l’auto brucia benzina per guidare, una parte maggiore dell’energia viene trasformata in calore disperso piuttosto che in movimento. Indirizzare un po’ di questo calore in più nell’abitacolo per tenere al caldo gli occupanti non è affatto un problema.
I motori elettrici e le batterie, invece, producono pochissimo calore di scarto. Questo è uno dei motivi per cui sono così efficienti, dato che quasi tutta l’energia delle batterie viene utilizzata per la guida. Ma quando l’abitacolo deve essere riscaldato, l’energia utilizzata per farlo viene sottratta ai chilometri percorribili. Ciò significa che l’autonomia di guida può ridursi notevolmente.
Dai test di Consumer Reports emerge anche che la distanza del viaggio può rappresentare un problema: quelli brevi peggiorano notevolmente la situazione. Ogni volta che il veicolo si ferma serve riscaldare maggiormente l’abitacolo, consumando più energia.
Fortunatamente, la maggior parte dei modelli di veicoli elettrici più recenti è dotata di sistemi di riscaldamento a pompa di calore molto efficienti che aiutano a minimizzare l’impatto. “Ma anche questi sistemi hanno i loro limiti e non funzionano bene quando le temperature scendono al di sotto di circa 14 gradi Fahrenheit (-10°c)”, spiega Garberson.
I tempi di ricarica dei veicoli elettrici, poi, come è successo per le Tesla a Chicago, sono più lunghi quando la temperatura è fredda. Alcuni veicoli elettrici rallentano notevolmente la loro ricarica rapida massima in condizioni di freddo intenso per evitare danni alla batteria.
Fortunatamente, la maggior parte dei veicoli elettrici più recenti sono dotati di sofisticati sistemi di gestione della temperatura che lavorano per mantenere la batteria vicina alla sua temperatura ideale, osserva Garberson.
“Se il clima è freddo, si attiverà la gestione termica per riscaldare la batteria“, spiega Garberson. “L’obiettivo è che, quando si arriva alla stazione di ricarica, la batteria sia sufficientemente calda da non avere ripercussioni legate alla temperatura esterna“.
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Le batterie delle auto elettriche
Una batteria per auto elettriche è una batteria utilizzata per alimentare la propulsione dei veicoli elettrici a batteria (BEV). Le batterie delle auto elettriche sono generalmente batterie ricaricabili. Le batterie da trazione sono utilizzate in carrelli elevatori, golf cart elettrici, lavapavimenti, motocicli elettrici, auto elettriche, camion, furgoni e altri veicoli elettrici.
Le batterie delle auto elettriche differiscono dalle batterie di avviamento illuminazione e accensione, dette “SLI” (acronimo della lingua inglese per Starting, Lighting and Ignition), perché sono progettate per fornire energia per periodi di tempo prolungati.
Le batterie a ciclo profondo vengono utilizzate al posto delle batterie SLI per queste applicazioni. Le batterie di trazione devono essere progettate con una capacità di ampere-ora elevata. Le batterie per auto elettriche sono caratterizzate da un rapporto potenza-peso relativamente elevato, energia specifica e densità energetica: batterie più piccole e leggere riducono il peso del veicolo e ne migliorano le prestazioni.
Rispetto ai carburanti liquidi, la maggior parte delle tecnologie di batteria attuali hanno un’energia specifica molto più bassa, e ciò influisce spesso sull’autonomia massima completamente elettrica dei veicoli. Tuttavia, le batterie metallo-aria hanno un’energia specifica elevata perché il catodo è fornito dall’ossigeno presente nell’aria.
Le batterie ricaricabili utilizzate nelle auto elettriche includono piombo-acido, NiCd, idruro di nichel-metallo, ioni di litio, polimero di ioni di litio e, meno comunemente, zinco-aria e ai sali fusi. Il tipo di batteria più comune nelle moderne auto elettriche è la batteria agli ioni di litio e ai polimeri di litio, per via della loro elevata densità energetica rispetto al loro peso. La quantità di elettricità (cioè la carica elettrica) immagazzinata nelle batterie viene misurata in ampere-ora o in coulomb, con l’energia totale spesso misurata in wattora.
La batteria costituisce un costo importante delle auto elettriche, che a differenza delle auto a combustibile fossile, influisce pesantemente sul prezzo di listino. A partire dal 2018, le poche auto elettriche con oltre 500 km di autonomia come la Tesla Model S sono saldamente nel segmento del lusso.
Dalla fine degli anni ’90, i progressi nella tecnologia delle batterie sono stati sospinti dalle richieste di dispositivi elettronici portatili, come computer portatili e telefoni cellulari.
Il mercato delle auto elettriche ha raccolto i benefici di questi progressi sia in termini di prestazioni, sia in termini di densità di energia. Le batterie possono essere scaricate e ricaricate ogni giorno.
Secondo il presidente della Mitsubishi Osamu Masuko, il costo della batteria per la Mitsubishi i-MiEV è stato dimezzato tra il 2009 e il 2011. Il costo delle batterie per veicoli elettrici è stato ridotto di oltre il 35% dal 2008 al 2014.
