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Batterie: da Mercedes a Tesla, ecco dove sta andando l'innovazione

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I due principali freni alla mobilità elettrica, ormai è noto a tutti, sono l'infrastruttura e le batterie. Il primo aspetto vede i costruttori impegnati nella creazione di reti per la fornitura di servizi di ricarica, anche in partnership con altre realtà magari del settore energetico, ma non pochi i fattori che non dipendono dal settore automobilistico, tra cui la disponibilità di energia pulita o i tempi dei permessi per la costruzione di stazioni e l'installazione delle colonnine. Il secondo aspetto, invece, è legato alle iniziative nel campo della ricerca e sviluppo. A tal proposito, le Case stanno investendo risorse crescenti, non solo su nuovi elementi chimici per ridurre la dipendenza da materie prime quali il litio o il cobalto: per migliorare l’autonomia e i tempi di ricarica, si sta infatti lavorando sulla configurazione delle celle e sulla densità dei materiali utilizzati. Lo sta facendo, per esempio, Mercedes-Benz, che in attesa della tecnologia dello stato solido (soluzioni commerciabili non sono previste prima del 2025) ha annunciato nuovi sviluppi della sua collaborazione con la statunitense Sila.

Il caso Mercedes. In sostanza, con la prossima generazione a batteria della Classe G sarà disponibile, come optional, un pacco batterie caratterizzato da anodi ad alto contenuto non più di carbonio, bensì di silicio. In tal modo, secondo la Mercedes- Benz, sarà possibile aumentare la densità energetica degli accumulatori “senza compromettere la sicurezza o altri parametri prestazionali". Nello specifico, rispetto alle celle oggi disponibili sul mercato, la nuova tecnologia consente di incrementare la densità del 20-40% superando gli 800 Wh/l (wattora per litro) a livello di singola cella. Dunque, sarà possibile immagazzinare più energia e accrescere “in modo significativo” l’autonomia dei veicoli elettrici. Attenzione, però. Diverse altre aziende, startup o laboratori universitari hanno annunciato simili sviluppi, ma nel caso della Mercedes è la prima volta che viene annunciato un salto tecnologico radicale in tempi stretti: la nuova Classe G, infatti, sarà lanciata entro la fine dell’anno.

Il record di Lucid. D’altro canto, un assaggio del futuro la Mercedes lo ha dato già con la Vision EQXX, un laboratorio su strada accreditato di un’autonomia di oltre mille chilometri, un quarto in più rispetto ai 780 della EQS di serie. Finora, però, il record assoluto è stato raggiunto dalla Lucid Air, in grado di percorrere, stando a quanto certificato dall’agenzia americana Epa, 832 chilometri grazie a una serie di soluzioni innovative. L’azienda guidata da Peter Rawlinson, tra l’altro ex ingegnere capo della Tesla, ha sviluppato una tecnologia proprietaria, denominata Lucid Space Concept e basata sostanzialmente sulla miniaturizzazione delle componenti cruciali delle batterie: in tal modo, la Lucid ha evitato di aumentare le dimensioni dei pacchi, limitando la crescita della capacità ad appena 113 kWh, di poco superiore agli accumulatori della Tesla Model S Long Range Plus. Quest’ultima è accreditata di un’autonomia di oltre 650 chilometri, ma Elon Musk non pare intenzionato a entrare in competizione sulle percorrenze massime, per quanto la sua Tesla abbia tecnologie e competenze per farlo (in fin dei conti, la sua leadership tecnologica si basa su una suite di software appositamente dedicati alla gestione delle batterie).

Il futuro di Tesla. Poche settimane fa, Musk ha reagito al traguardo raggiunto dalla Lucid Air: "Avremmo potuto costruire una Model S con 600 miglia (965,6 chilometri, ndr) di autonomia 12 mesi fa, ma avremmo peggiorato il prodotto, visto che per il 99,9% del tempo vi sareste portati a spasso una massa di batterie non necessaria, che avrebbe peggiorato l'accelerazione, la guida e l'efficienza. Una nostra auto con più di 400 miglia di autonomia garantisce già percorrenze superiori a quelle che quasi chiunque raggiunge”. La Tesla, dunque, non punta tanto ad aumentare il range, quanto ad abbassare i costi e i pesi. Come? Per esempio, con le celle 4680, in grado di assicurare una potenza sei volte superiore a quelle già in uso e una capacità cinque volte maggiore, senza modifiche alla chimica di base. L’autonomia aumenterà di certo, ma l’aspetto più importante è un altro: grazie a nuove configurazioni delle celle, gli accumulatori saranno più economici da produrre e quindi sarà possibile tagliare i costi e di conseguenza i prezzi. In tempi, tra l’altro, brevi: le Model Y assemblate ad Austin, in Texas, stanno già uscendo dalla nuova fabbrica con la nuova tipologia di batterie e l’avvio delle consegne è ormai imminente. Per molti si tratta di una rivoluzione, perchè il settore automobilistico ritiene fondamentale abbattere i costi e i prezzi per “democratizzare” le elettriche.

Niente cavi. Taglio dei costi che sarà possibile anche con altri escamotage. Un esempio? La Marelli ha sviluppato un sistema "senza cavi" per la gestione della batteria e per la comunicazione tra gli accumulatori e l'unità di controllo, che sarà disponibile "nel secondo trimestre del 2022". Rispetto alle precedenti soluzioni, i cablaggi sono ridotti del 90% e, pertanto, vengono semplificate la struttura e l’installazione delle celle della batteria, garantendo al contempo una maggiore flessibilità nel posizionamento dei moduli. La rimozione dei connettori consente anche una diminuzione del peso e, di conseguenza, una maggiore efficienza energetica, aumentando così l’autonomia. Inoltre, liberando spazio nel pacco batterie, è possibile usare batterie di dimensioni maggiori, assicurando "una maggiore versatilità, scalabilità e ottimizzazione". "La nostra tecnologia può essere così applicata a numerose piattaforme di veicoli con modifiche minime; questa flessibilità garantisce una significativa riduzione dei costi di ingegneria e consente a Marelli di rendere questa tecnologia di fascia alta accessibile al mercato di massa”, ha affermato Razvan Panati, Head of Power Electronics Technology della divisione Vehicle Electrification della Marelli. Dunque, stanno emergendo tante soluzioni per ridurre i costi. Peccato che l’impennata delle quotazioni delle materie prime stia mettendo in dubbio qualsiasi target e allontanando nel tempo quella parità di costo considerata imprescindibile per accelerare le vendite delle auto alla spina.

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