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EO POWER - MAGGIO 2022 XXII Power Tabella 1 – Secondo i calcoli di McKinsey, per raggiungere gli obiettivi UE di riduzione delle emissioni di CO 2 , è necessaria una capacità delle batteria di 312 GWh nel 2030 – e per ottenere ciò occorrono 34 tonnellate di cobalto, 112 tonnellate di nichel e 38 tonnellate di litio all’anno rimovibile con sostituzione rapida, o come gruppo batterie salvaspazio installato inmodo permanente con la batteria integrata nel telaio. I principali vantaggi della prima opzione sono principalmente i bassi costi, unitamente a alla facilità di movimentazione e di approvvigionamento. L’integrazione nel telaio del veicolo introduce vantaggi in termini di ingombro e di peso. Questa opzione deve essere scelta in una fase molto precoce, dato che gli OEM non possono utilizzare moduli o pile standard e in genere vogliono introdurre le proprie piattaforme. Inoltre, la scelta di uno dei due approcci produce un impatto di vasta portata sul modello di business. La batteria rappresenta gran parte del valore aggiunto su un veicolo elettrico, circa il 40%. In altri termini, la presenza di un OEM all’interno della catena del valore della batteria fa un’enorme differenza. Quando si utilizzano moduli batteria, il numero di componenti è ridotto, in quanto di norma essi vengono acquistati pressoché come componente standard. Inoltre, essi possono essere rimossi dal veicolo in modo relativamente semplice, consentendo ad altri fornitori di servizi, ad esempio le officine, di sostituire i singoli moduli quando necessario. Allo stesso tempo, si aprono molte più opportunità di riuso o di riciclo rispetto al caso in cui la batteria è permanentemente integrata nello chassis. Gestione ottimale della batteria Il sistema di gestione della batteria ne garantisce un funzionamento ottimale all’interno del veicolo. Quest’ultimo monitora le correnti di carica/scarica e altri fattori che ne influenzano il funzionamento, in particolare la temperatura. Sulla base dei valori misurati, gli algoritmi memorizzati nel BMS assicurano che la batteria sia protetta da fattori nocivi e riduce al minimo il processo di degenerazione. A questo scopo viene spesso utilizzato un contatore Coulomb. Esso misura la carica fornita e sottrae la carica prelevata per determinare il livello e la capacità di carica e, in definitiva, lo stato di salute (SoH) e la vita utile rimanente (RUL) della batteria. Lo stato di salute (SoH) descrive le prestazioni e la capacità disponibile di una batteria al momento attuale. Ad esempio, una batteria da 100 Ah con un SoH del 100% ha una capacità massima di 80 Ah. Una batteria nei veicoli elettrici raggiunge normalmente il fine di vita con un SoH del 70-80%. Le misure effettuate con contatori Coulomb forniscono cifre relativamente imprecise, il che significa che la fine del ciclo di vita così determinata può variare considerevolmente rispetto alla situazione reale, oppure che la batteria potrebbe non avere più la capacità massima stimata quando viene rimossa dal veicolo. Un discorso simile vale per la gestione termica. Negli attuali sistemi BMS, vengono di solito posizionati dei termistori NTC nei punti nevralgici nel pacco batteria. I valori determinati vengono quindi inseriti in modelli termici della cella di batteria per determinare la temperatura all’interno della medesima. È possibile ottenere informazioni più affidabili e precise sulle condizioni della batteria dalla spettroscopia di impedenza, che comporta la misura dell’impedenza in AC e in DC. La batteria viene eccitata con diversi livelli di corrente, i quali sono combinati con la tensione risultante per calcolare l’impedenza. Ciò consente di effettuare misure e analisi non invasive dei processi interni della batteria, ad esempio del trasferimento di carica, del degrado o della diffusione dell’elettrodo, e di trarre così conclusioni sulle condizioni della batteria. Dato che l’impedenza della batteria dipende dalla temperatura, essa fornisce anche dati precisi sulla temperatura interna delle celle come base per la configurazione del sistema di gestione termica del veicolo.