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

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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.

COMMENTI

  • G C, esercizio totalmente sballato, quella che tu vorresti (ingenuamente) calcolare sarebbe l'energia necessaria se tutte le ipotetiche 20 milioni di auto elettriche volessero fare il pieno contemporaneamente nello stesso giorno. Verrebbe fuori un numero totalmente astratto, senza alcun fondamento tecnico. Stessa cosa succederebbe se tutte le auto termiche italiane volessero fare il pieno contemporaneamente nello stesso giorno: non basterebbe il carburante. L'inghippo nasce dal fatto di ignorare che la stragrande maggioranza degli automobilisti fa il pieno 1 volta ogni settimana e non ogni giorno, ovvero sarebbe come immaginare che tutti gli automobilisti debbano quotidianamente fare viaggi di 600 o 800 km. Una follia. Stesso identico discorso per le elettriche. E perché sennò Enel e Terna (che sono gli unici a cui bisognerebbe chiedere) valutano in un 10% in 10 anni l'incremento di energia elettrica necessaria per far andare un parco di auto prevalentemente elettriche? La risposta è semplice, non bisogna valutare la capacità massima di serbatoi o batterie, ma l'energia statisticamente necessaria dell'automobilista medio, che include sia il (rarissimo) rappresentante che deve fare un pieno al giorno, e sia le innumerevoli vetture che con un pieno ci fanno almeno una settimana un città. Si chiama percorrenza media statistica, ovvero tra 10.000 e 15.000 km all'anno, nulla di più. E complimenti per la lezioncina
  • Esercizio: calcolare la quantità totale di megawatt necessaria a ricaricare 20000000 di autoveicoli dopo aver calcolato la media della capacità degli accumulatori installati sugli stessi, il dato ottenuto dovrà essere suddiviso per 24 ore. Ottenuto il risultato sottrarre il fabbisogno dalla capacità dichiarata di produzione di energia elettrica in Italia. Il numero di veicoli è arbitrario, ci si può divertire a fare calcoli a partire da 2000000. Risultato: la realtà.
  • Importare energia elettrica dall'estero non significa necessariamente importarla attraverso i cavi elettrici ma bensì anche essere costretti ad importare gas e petrolio per produrla. Non c'é molta differenza, in ogni caso la nostra produzione dei energia elettrica é legata all'import. L'unica strada sono le "rinnovabili" che però nessuno vuole, inclusi i cosidetti "verdi" che predicano bene ma poi razzolano male dicendo NO a prescindere e a qualunque proposta: No all'idroelettrico (disturba i pesci) No all'eolico (disturba gli uccelli), NO al fotovoltaico (occupa i campi), No al nucleare (a parte quello dei nostri vicini), No a tutto...... ma perché non stacchiamo i contatori a coloro che dicono NO e non gli forniamo un ben generatore a pedali ?
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  • Angelo Blundo la invito a leggere uno dei tanti link che avvalorano le mie affermazioni su google " Italia è il più grande importatore di energia elettrica al mondo"
  • Si parla tanto di consumi elettrici nelle auto, e vedo sempre, che le nuove uscite sul mercato, ancora hanno gli specchi laterali, grandi come padelle. Non è uno spreco energetico anche questo ? Troppo difficile mettere 2 telecamere, al posto degli specchi esterni ?
  • Ma Signori, avete provato ad immaginare un’esodo di inizio agosto in Italia con un parco di auto elettriche anche solo al 10% del totale di auto circolanti? Provate! E avete ancora il coraggio di parlare di auto elettriche? L’auto elettrica è un prodotto di lusso per gente che ha tanti soldi, non ha fretta, e non circola quando c’è traffico in autostrada.
  • Si continua a NON parlare dei veri problemi legati alle auto elettriche ossia: 1) dove si andrà a prendere tutta l'energia elettrica necessaria alla ricarica delle batterie visto che già durante la stagione estiva nelle giornate particolarmente calde basta il funzionamento dei condizionatori per provocare continui blackout? 2) Servono nuove centrali elettriche che richiedono anni per la costruzione ( che, ricordiamolo, funzionano con combustibili fossili olio,carbone,gas...), oltretutto l'Italia è il più grande importatore al mondo di energia elettrica. 3) I tempi di ricarica sono ancora nell'ordine di 30/40 min e se mettiamo un auto in carica le altre non possono aspettare e devono cercare altre colonnine e quindi : quante colonnine ci vorranno per essere sicuri di riuscire a trovarne una vicina libera per la ricarica? Soluzione: c'è troppa fretta ,troppa frenesia nella UE per il passaggio alla EV. Bisogna dare il tempo all'innovazione di maturare e di risolvere i tanti grossi problemi e il 2035 è dietro l'angolo. È troppo vicina questa scadenza per fare morire i motori endotermici!!!
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  • Le elettriche diventeranno interessanti quando si passerà alle batterie a stato solido, che saranno molto piu' leggere ed economiche delle attuali. L' evoluzione delle batterie 4680 di tesla e le nuove batterie mercedes non sono che una leggerissima miglioria della tecnologia attuale. Tra l'altro quasi tutte le case stanno passando alle batterie lfp cinesi che sono piu' economiche, ma hanno una densità energetica inferiore, quindi l'autonomia delle prossime elettriche sarà addirittura inferiore a parità di pacco batterie. Il vero problema poi non é né l'autonomia né la rete di ricarica che ormai é abbastanza sviluppata, ma il costo dell'auto e l'obsolecenza. Oggi per acquistare una EV con autonomia di almeno 350km di autonomia REALE ci vogliono piu' di 40.000Euro e si rischia di avere un prodotto che sarà superato nel giro di 4/5 anni. Poi se vogliamo parlare di ecologia, vorrei sapere cosa ne pensano i figli dei fiori che girano in tesla model y sul fatto che la loro batteria integrata nel telaio é praticamente impossibile da sostituire, in pratica é una macchina usa e getta.
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  • Scritta cosi la notizia è da interpretare e da tecnico cercherò di spiegarla , le 4680 sono celle più performanti delle precedenti, sono più grandi delle 2170 attualmente impiegate, da qui nasce il disguido. infatti in termini assoluti la potenza della cella è maggiore solo del 14% a parità di volume e peso complessivo, inoltre viene guadagnato un ulteriore "capacita" per il posizionamento nel telaio. riassumendo il pacco attuale da 82kwh di una Model y non diventerà sei volte più capiente a parità di peso e volume, ma volendo circa il 30% in più sommando reale capacità della batteria e disposizione sul telaio. Spero di aver chiarito di più...
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  • Io ho poco interesse per le elettriche e non so cosa il mitico musk ci riserva ma l'affermazione "in grado di assicurare una potenza sei volte superiore a quelle già in uso e una capacità cinque volte maggiore" mi sembra una stupidaggine galattica.
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  • Articoli come questo danno la misura di quanto anche con le auto andremo sempre più verso il «compra e pentiti», come nell'elettronica di consumo. Motivo in più per preferire il noleggio lungo termine anche nel caso di utenti privati: tra prezzi di acquisto più alti e obsolescenza galoppante, si deve essere proprio incoscienti per comperare un'elettrica.
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  • La Lucid detiene il record di percorrenza effettiva, grazie a varissimi escamotage. Per esempio oled freddo strumentazione, consumando meno dei prototipi precedentemente usati.