Perché la batteria di un’auto elettrica si scarica?

Le grandi batterie utilizzate nei veicoli elettrici (EV) sono più durevoli delle batterie del tuo laptop, ma si consumano nel tempo come qualsiasi altra batteria agli ioni di litio. Qui esaminiamo cosa porta al consumo della batteria in un veicolo elettrico e perché.

Come si degrada la batteria di un’auto elettrica nel tempo?

Due fattori principali influenzeranno la velocità di esaurimento della batteria di un veicolo elettrico: quanti anni ha la batteria, nonché l’utilizzo e l’ambiente. La seconda categoria include cose come guidare un’auto elettrica, caricare una batteria, riporre un’auto e fattori ambientali come il clima.

Età della batteria

La prima categoria, il degrado dovuto all’età della batteria, è inevitabile: tutte le batterie agli ioni di litio si deteriorano costantemente in termini di efficienza man mano che vengono utilizzate nel tempo. Questo è anche chiamato invecchiamento del calendario ed è un processo molto graduale. Inoltre, non accade allo stesso ritmo anno dopo anno.

Secondo la startup di veicoli elettrici Recurrent, che tiene traccia e fornisce agli acquirenti rapporti sui veicoli elettrici usati, le batterie dei veicoli elettrici subiscono il maggiore calo di capacità all’inizio e alla fine della loro vita. Di solito c’è prima un rapido calo, che si stabilizza una volta che la batteria si stabilizza, e poi un altro calo qualche anno dopo. Questa riduzione è generalmente piccola, dal 5 al 10% della capacità totale, anche dopo migliaia di miglia.

Allora perché sta accadendo questo degrado? Per il modo in cui sono fatte le batterie agli ioni di litio e come funzionano. Le batterie dei veicoli elettrici si basano su reazioni chimiche per generare elettroni che alimentano il motore di un’auto. Li generano usando quello che viene chiamato “materiale attivo” per provocare una reazione. Nelle batterie agli ioni di litio, questo materiale è al litio.

Poiché la batteria viene utilizzata più e più volte, parte di questo litio viene esaurito continuamente. Quando ciò accade abbastanza a lungo, si vede una diminuzione della carica totale che la batteria può contenere perché non c’è abbastanza materiale attivo per generare la stessa quantità di energia. Questo tipo di degrado è anche chiamato perdita di capacità.

Fattori ambientali e di utilizzo

È stato dimostrato che i fattori ambientali, in particolare la temperatura, influiscono sulle prestazioni di una batteria per veicoli elettrici. Ad esempio, quando fa molto freddo, il fluido all’interno della batteria di un’auto elettrica diventa più viscoso, rallentando le reazioni necessarie per generare elettricità. Ciò significa che è disponibile meno elettricità per il motore, quindi hai meno potenza per accelerare. Non c’è da stupirsi che questo si chiami dissolvenza di potenza. I veicoli elettrici sono costruiti con sistemi di controllo della temperatura per evitarlo, ma sarà comunque un problema in condizioni meteorologiche estreme. Anche la corrosione o i depositi all’interno della batteria nel tempo possono causare una perdita di potenza.

E non è solo il freddo. Il calore riduce temporaneamente la potenza e può contribuire a una perdita di potenza accelerata in generale, ma la differenza di perdita di potenza tra climi temperati e climi caldi è piccola per i veicoli elettrici di oggi. Cars.com scrive :

“Secondo Geotab, dopo quattro anni, un veicolo elettrico nei climi temperati mostra un degrado della batteria inferiore rispetto a un veicolo elettrico nei climi caldi, ma la differenza è inferiore a un quarto di percento… Confrontando un singolo modello EV del 2015 senza gestione termica attiva, una Nissan Leaf e un altro modello del 2015, la Tesla Model S potrebbe essere il più utile: Geotab riporta che la Leaf ha un tasso medio di degenerazione del 4,2%, mentre la Model S ha un 2,3%.

L’uso di stazioni di ricarica rapida a corrente continua (DCFC) degraderà anche la durata della batteria di un veicolo elettrico. La casa automobilistica Kia attribuisce la perdita di capacità del 10% rispetto alla durata della batteria all’uso eccessivo dei DCFC. DCFC mette a dura prova la batteria per incanalare tutta quell’energia così rapidamente, proprio come l’uso costante della ricarica rapida sul tuo cellulare riduce la durata della batteria. Questo perché più energia metti in una batteria, più elettroni e ioni si muovono all’interno delle celle della batteria. Ciò può causare micro-danni e stressare ulteriormente i componenti della batteria, portando alla fine a una riduzione della capacità se fatto troppo spesso.

La maggior parte dei produttori di veicoli elettrici concorda sul fatto che la ricarica rapida dovrebbe essere utilizzata “con parsimonia”, ma al momento della stesura di questo articolo non esiste una definizione chiara di cosa significhi “con parsimonia”. È buona norma utilizzare la ricarica rapida il meno possibile quando è inevitabile o nei lunghi viaggi e attenersi alla normale ricarica di livello 1 o 2 per la maggior parte del tempo.

Devo preoccuparmi del degrado della batteria?

Finché sai che la capacità della batteria diminuirà gradualmente nel tempo, non devi preoccuparti troppo del degrado. Tuttavia, ti consigliamo di pianificare in anticipo questa riduzione e tenerlo conto nei tuoi calcoli di quanto lontano sarai in grado di guidare in pochi anni. Per quanto riguarda il guasto completo, il guasto completo della batteria è molto raro e di solito è coperto dalla garanzia del produttore.

Un certo degrado è inevitabile, ma se ti prendi cura della batteria, è probabile che manterrà la maggior parte della sua autonomia per tutta la vita del veicolo. Evita di caricare troppo DCFC. Preparare la batteria prima di caricarla in condizioni di caldo o freddo estremi. Se possibile, lascia l’auto collegata al caricabatterie per risparmiare energia. Prima di acquistare, pensa al clima in cui vivi e a come potrebbe influire sulla batteria. Con il miglioramento della tecnologia, molte di queste limitazioni all’alimentazione e alla durata della batteria nei veicoli elettrici possono diminuire o scomparire del tutto. Questa è particolarmente una buona notizia se conosci il costo della sostituzione di una batteria EV.