Batterie auto elettriche, svolta dalla Svezia: dureranno oltre il 20% in più
Le batterie delle auto elettriche potrebbero diventare più longeve senza dover inventare una nuova chimica. Un gruppo di ricercatori della Chalmers University of Technology, in Svezia, ha studiato un’architettura capace di escludere temporaneamente le celle più deteriorate, continuando a sfruttare quelle ancora efficienti. Nelle simulazioni, questa soluzione ha permesso di ipotizzare oltre il 20% di durata in più per alcuni veicoli ad alta tensione. Non è però un miglioramento già garantito sulle auto in vendita: il valore più elevato deriva da un modello ideale.
La ricerca, pubblicata su Nature Communications e realizzata anche con il contributo di partner industriali, potrebbe aprire nuove prospettive per ridurre i costi di sostituzione delle batterie e sfruttare meglio le risorse già disponibili.
Perché una sola cella può limitare tutta la batteria
Il pacco batteria di un’auto elettrica è composto da numerose celle collegate tra loro. Anche quando sono prodotte con caratteristiche simili, le celle non invecchiano tutte alla stessa velocità: temperatura, utilizzo e piccole differenze di fabbricazione possono influenzarne il deterioramento.
Nei sistemi tradizionali, la configurazione dei collegamenti è sostanzialmente fissa. Quando una cella perde capacità più rapidamente delle altre, può diventare il punto debole che limita le prestazioni dell’intero insieme. Il risultato è che una parte dell’energia ancora disponibile nelle celle sane rischia di non essere sfruttata.
I ricercatori paragonano il fenomeno a un gruppo di escursionisti legati dalla stessa corda: tutti devono adattarsi al passo della persona più lenta, anche se gli altri potrebbero proseguire.
Come funzionano le batterie intelligenti riconfigurabili
La nuova architettura prevede interruttori elettronici e un sistema di gestione capace di modificare dinamicamente i collegamenti tra celle o gruppi di celle. Se una di queste diventa troppo debole, il sistema può aggirarla e mantenere in funzione le altre.
Non significa riparare una cella usurata o recuperare miracolosamente energia perduta. Il vantaggio consiste nell’utilizzare meglio la capacità residua del pacco batteria, evitando che un singolo elemento ne determini troppo presto la fine della vita utile.
Nello scenario più avanzato analizzato dagli studiosi, ogni cella può essere controllata separatamente. Questa configurazione offre il massimo potenziale, ma richiede un numero elevato di componenti elettronici. Per un prodotto commerciale potrebbe essere più realistico intervenire su gruppi di celle anziché su ogni elemento individuale.
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Fino al 20% di durata in più: che cosa dicono i numeri
Le simulazioni indicano che una riconfigurazione molto precisa può aumentare la durata del pacco di oltre il 20% in alcuni veicoli ad alta tensione, come camion elettrici e automobili progettate per lunghe percorrenze. Gli stessi autori chiariscono però che questo risultato rappresenta un limite superiore teorico, non una promessa valida per qualsiasi batteria.
Per mostrare un’applicazione più concreta, i ricercatori hanno considerato una batteria da 80 kWh e un utilizzo annuo di 12.000 chilometri. Nell’esempio, un pacco convenzionale viene sostituito dopo dieci anni, mentre quello riconfigurabile raggiunge lo stesso livello di deterioramento dopo circa undici anni: uno slittamento di circa 14 mesi.
Questo scenario non dimostra che ogni auto elettrica guadagnerà automaticamente un anno di vita utile. Il beneficio dipende dalla struttura del pacco, dal modo in cui le celle invecchiano e dai costi della tecnologia aggiuntiva.
Batterie più longeve e costi potenzialmente inferiori
Aggiungere interruttori e sistemi di controllo comporta una spesa iniziale maggiore. Secondo le valutazioni dello studio, tuttavia, la possibilità di ritardare la sostituzione della batteria e conservarne più a lungo il valore residuo può compensare questo investimento.
Ci sono anche possibili vantaggi industriali. Oggi i produttori devono selezionare e abbinare celle con caratteristiche il più possibile uniformi. Un pacco capace di adattarsi alle differenze tra i componenti potrebbe ridurre parte di questo lavoro e facilitare il successivo riutilizzo delle batterie in sistemi di accumulo stazionari.
La tecnologia è stata già esplorata in prototipi di ricerca e industriali, ma non è ancora disponibile come soluzione diffusa nei veicoli di produzione. Serviranno ulteriori verifiche sulla sicurezza, sull’affidabilità degli interruttori e sulla convenienza economica prima di un eventuale impiego su larga scala.
La prospettiva è interessante: anziché sostituire un intero pacco quando alcune celle diventano deboli, le future auto elettriche potrebbero continuare a utilizzare in modo più intelligente l’energia che rimane.
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