Autonomia, ricarica, durata: a che punto sono le batterie delle auto elettriche

Negli ultimi anni le auto elettriche sono passate dall’essere una curiosità tecnologica per pochi appassionati a una delle sfide più concrete per il futuro della mobilità. Al centro di questa rivoluzione silenziosa c’è un elemento tanto invisibile quanto cruciale: la batteria. Dalla sua capacità dipendono l’autonomia dei veicoli, la velocità di ricarica e, in ultima analisi, la reale possibilità di sostituire definitivamente i motori a combustione.

Ma a che punto siamo oggi? Tra innovazioni nei materiali, stazioni di ricarica sempre più diffuse e promesse di tecnologie rivoluzionarie, il panorama delle batterie per auto elettriche è in continua evoluzione. Capire i progressi, i limiti attuali e le prospettive future è essenziale per orientarsi in un settore destinato a cambiare il nostro modo di muoverci.

Evoluzione dell’autonomia: quanti km possiamo davvero percorrere in elettrico

L’autonomia è il parametro che più di ogni altro ha trainato lo sviluppo e l’accettazione dei veicoli elettrici. Negli ultimi anni, le auto elettriche hanno compiuto un balzo in avanti straordinario, superando la barriera psicologica della “range anxiety“. L’evoluzione si è concentrata su due fronti principali: l’aumento della capacità della batteria e il miglioramento dell’efficienza del veicolo.

Le prime auto elettriche avevano autonomie spesso limitate a 100-150 km, rendendole adatte quasi esclusivamente all’uso urbano. Oggi, la situazione è radicalmente cambiata. Sebbene le citycar mantengano autonomie intorno ai 250-350 km, ideali per la guida quotidiana, il segmento delle berline e dei SUV premium ha superato la soglia dei 600-700 km con una singola ricarica. Modelli di punta come la Lucid Air Dream Edition e la Mercedes-Benz EQS dichiarano autonomie che superano gli 800 km in condizioni ideali, sfidando direttamente i veicoli a combustione interna. Questo incremento è dovuto principalmente all’adozione di pacchi batteria di maggiori dimensioni (spesso superiori ai 100 kWh) e a una ricerca costante di maggiore densità energetica. Tuttavia, l’autonomia reale è influenzata da numerosi fattori esterni, tra cui:

• velocità: aumentando la velocità, specialmente in autostrada, l’efficienza aerodinamica diminuisce e il consumo energetico aumenta esponenzialmente;
• temperatura esterna: il freddo incide negativamente sull’efficienza della batteria e richiede l’uso del riscaldamento dell’abitacolo e della batteria stessa, riducendo l’autonomia;
• stile di guida: una guida aggressiva con frequenti accelerazioni e frenate brusche consuma più energia rispetto a una guida “predittiva” che sfrutta al meglio la frenata rigenerativa;
• accessori a bordo: l’uso del climatizzatore, del riscaldamento, dei sedili riscaldati o di altri sistemi ausiliari può ridurre l’autonomia fino al 20-30% in determinate condizioni.

Di conseguenza, in condizioni reali e specialmente in autostrada o con temperature rigide, è comune che l’autonomia effettiva sia inferiore del 20-30% rispetto ai dati ideali. È importante considerare questi fattori quando si valuta l’acquisto di un veicolo elettrico, pur riconoscendo che i costruttori stanno lavorando per ridurre questo divario.

Ricarica ultra-rapida e gestione termica: velocità contro salute della batteria

L’evoluzione della ricarica ultra-rapida si sta concentrando su potenze sempre maggiori per ridurre drasticamente i tempi di attesa. Un aspetto tecnico fondamentale è la gestione termica della batteria, che diventa cruciale per prevenire il degrado delle celle. Le case automobilistiche e i produttori di batterie stanno lanciando tecnologie che portano la ricarica a livelli mai visti prima.

BYD ha introdotto la sua “Super e-Platform” e stazioni di ricarica Megawatt Flash Charger da 1 MW (1.000 kW), capaci di aggiungere 400 km di autonomia in soli 5 minuti. Questa tecnologia si basa su un’architettura a 1.000 V e utilizza moduli di potenza in carburo di silicio, che permettono una conversione energetica più efficiente e una maggiore capacità di erogazione.

CATL ha risposto con la seconda generazione della sua batteria Shenxing, che promette di recuperare 520 km di autonomia in 5 minuti. Un’altra caratteristica distintiva di questa batteria è la sua capacità di ricarica rapida anche a basse temperature, garantendo prestazioni ottimali persino a -10 °C, un problema comune per le batterie agli ioni di litio tradizionali.

Se da un lato la ricarica ultra-rapida risolve il problema della “range anxiety“, dall’altro solleva interrogativi sulla longevità della batteria. L’elevata potenza di ricarica genera un calore intenso, che se non gestito correttamente può accelerare il degrado delle celle, compromettendone la capacità e la durata nel tempo.

Porsche, uno dei pionieri della tecnologia a 800 V con la sua Taycan, è tra le case automobilistiche che sottolineano l’importanza di un’attenta gestione termica. Sebbene la ricarica rapida non sia considerata dannosa per le batterie moderne, grazie ai sofisticati sistemi di gestione termica (BMS) che ne monitorano e regolano la temperatura, l’azienda raccomanda di non caricare regolarmente al 100% in corrente continua (DC). Per questo motivo, molti veicoli elettrici, inclusi i modelli Porsche, hanno una funzione di “ricarica ottimizzata” che limita la carica all’80% per preservare la salute della batteria a lungo termine.

L’evoluzione della ricarica ultra-rapida è quindi un delicato equilibrio tra la ricerca della massima velocità e la necessità di proteggere il pacco batterie. Le nuove tecnologie mirano a raggiungere entrambi gli obiettivi attraverso architetture a voltaggio più elevato, nuovi materiali e BMS sempre più intelligenti.

Durata e degrado: quanto resistono davvero le batterie

La longevità delle batterie è una delle maggiori preoccupazioni per chi valuta l’acquisto di un veicolo elettrico. Fortunatamente, i dati reali e gli studi scientifici dimostrano una resistenza ben superiore alle aspettative. Le batterie moderne, sebbene soggette a un naturale degrado, hanno una vita utile molto lunga, che si estende per una decina di anni in condizioni di utilizzo normale.

Il degrado di una batteria è un processo chimico inevitabile che porta a una graduale perdita di capacità. I dati raccolti su migliaia di veicoli elettrici in circolazione indicano un tasso di degradazione medio di circa l’1,8% annuo. Questo significa che dopo 10 anni, una batteria mantiene ancora circa l’80-85% della sua capacità iniziale. Il principale meccanismo di degrado è l’ispessimento dello strato SEI (Solid Electrolyte Interphase) sull’anodo, che consuma litio e riduce la capacità.

Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, l’utilizzo quotidiano e una ricarica regolare, ma non completa, si sono dimostrati benefici per la salute della batteria. Uno studio di Stanford ha evidenziato come le batterie utilizzate quotidianamente in cicli di carica parziale (ad esempio tra il 25% e il 75%) possano avere una vita utile fino al 38% in più rispetto a quelle sottoposte a cicli completi di ricarica e scarica, tipici dei test di laboratorio. Questo perché i cicli parziali riducono lo stress meccanico e termico delle celle, rallentando le reazioni chimiche che causano il degrado. Le case automobilistiche, consapevoli di questo, spesso tarano i loro sistemi di gestione della batteria (BMS) per suggerire una ricarica ottimale non superiore all’80-90% per l’uso quotidiano, riservando la carica completa solo per i lunghi viaggi.

In conclusione, quindi, lo sviluppo tecnologico del pacco batterie di un veicolo elettrico è tale per cui nei prossimi anni si potrebbero avere delle novità interessanti. Il tutto potrebbe aiutare le auto elettriche a raggiungere un livello superiore di sviluppo.