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EO POWER - MAGGIO 2022 XXI E-MOBILITY parte delle quali giunge sul mercato come celle a sacchetto. Esse sono relativamente robuste e consentono una ricarica rapida oltre i 5C, cioè cinque volte il valore della corrente nominale. Tuttavia, grazie alla maggiore densità di energia e di potenza, le celle cilindriche al litio nichel manganese ossido di cobalto (NMC) sono le più popolari e saranno molto richieste per molto tempo a venire. Esse trovano impiego anche in altri veicoli come le e-bike e i veicoli a guida autonoma (AGV). Tutto ciò si riflette nell’enorme domanda registrata da Rutronik , l’unico distributore di batterie a celle rotonde di Samsung SDI in Europa. Inoltre, sono disponibili sul mercato altri composti del litio, come l’ossido di litio nichel cobalto alluminio (NCA) e il titanato di litio (LTO), insieme all’idruro di nichel metallico (NiMH). Questi ultimi materiali non sono rilevanti per la mobilità elettrica. Naturalmente, esistono batterie alternative con diverse composizioni chimiche, tuttavia molte di queste non sono ancora state sviluppate per la produzione in serie. La geometria di una cella è fondamentale per il suo comportamentotermicoequindinedeterminairequisitidi raffreddamento. Le celle prismatiche sono relativamente facili da gestire. Sebbene le celle rotonde abbiano requisiti leggermente più stringenti, sono disponibili un gran numero di progetti di sistemi di gestione termica, dato il loro uso così ampio. I requisiti delle batterie D’altra parte, esistono requisiti diversi per le batterie in base alla classe e al tipo di veicolo. Per le auto elettriche di fascia bassa e più piccole, in cui l’attenzione è rivolta contenere i costi, è sufficiente una densità di energia di circa 220 Wh/kg. Di conseguenza, vengono spesso utilizzate cellule LFP prismatiche, sebbene anche le celle NMC cilindriche stiano ottenendo popolarità in questo settore. Nei veicoli di fascia media ed elevata, le celle NMC sono già il tipo di batteria preferito. In questo contesto, sono necessari circa 300 Wh/kg o addirittura 350 Wh/ kg e potenze fino a 150 kW per supportare azionamenti potenti e lunghe autonomie. Tuttavia, le celle NMC consentono tipicamente la ricarica solo a un massimo di 5C. Per ottenere correnti più elevate sono richieste reazioni chimiche e geometrie diverse. I vari concept di veicolo comportano inoltre requisiti diversi. Mentre i veicoli a 48 V sono normalmente dotati di pacchi batteria o moduli fino a 30 kW, sono necessarie potenze significativamente più elevate per gli ibridi plug- in fino a 200 kW e per i veicoli alimentati esclusivamente a batteria fino a 600 kW. Alla luce dei diversi requisiti, nello scegliere la cella di batteria ideale, è praticamente sempre necessario effettuare un compromesso tra energia e densità di potenza, prestazioni di raffreddamento, fattore di forma e costi. Resta da stabilire quali tecnologie e sostanze chimiche per le celle si affermeranno nel medio e nel lungo termine. Tuttavia è certo che le capacità delle batterie dovranno continuare ad aumentare per soddisfare l’esigenza di potenze più elevate, di maggiore autonomia del veicolo e di rapidità di ricarica. Si prevede che le batterie allo stato solido daranno una svolta nel giro di pochi anni, cambiando in modo significativo il mondo della mobilità elettrica. Grazie alla loro robustezza e alla migliore stabilità termica, si affermeranno nel lungo termine in alcuni ambiti. Tuttavia, nel mercato di massa, i fornitori sono destinati a continuare ancora per alcuni anni con le celle cilindriche. Queste ultime costituiscono una tecnologia collaudata e consentono di ottenere livelli eccezionali di funzionalità all’interno dei sistemi. Oltre agli aspetti tecnici, la tecnologia di batteria su cui un fornitore di celle o di moduli batteria, un fornitore di sistemi di gestione delle batterie (BMS) o un OEM sceglie di fare affidamento, ha conseguenze di vasta portata sul relativo modello di business. Ogni tipo di batteria richiede un diverso tipo gestione e di raffreddamento. Ad esempio, un’azienda attualmente specializzata nella gestione termica per celle NMC cilindriche potrebbe dover riposizionarsi sul mercato nel giro di un decennio, una sfida questa enorme per le aziende produttrici. Siamo in un costante processo di trasformazione e cambiamento. Tutti i soggetti coinvolti sono consapevoli che lo stato attuale delle tecnologie delle batterie nei veicoli rappresenta solo l’inizio dell’evoluzione. La riduzione di CO 2 o la neutralità climatica, e non solo l’abbattimento delle emissioni locali di CO 2 dei veicoli, deve essere l’obiettivo lungo l’intera catena del valore, cioè dall’estrazione e dalla lavorazione delle materie prime alla produzione delle celle e dei moduli di batteria. Tornando ai requisiti e alle sfide che riguardano i sistemi di gestione delle batterie, un metodo per rimanere sostenibili è quello di utilizzare piattaforme hardware e software scalabili, che possono essere applicate a diverse composizioni chimiche e geometrie delle celle, in modo simile alle strategie di piattaforma adottate dagli OEM per i sistemi di trasmissione. Integrazione delle batterie Sono disponibili tre metodologie di installazione delle celle di batteria all’interno del veicolo: come modulo batteria separato, che può essere rimosso in modo relativamente semplice se il modulo è ottimizzato per un secondo utilizzo; come unità batteria completamente