Le temperature al di sotto degli 0 gradi celsius dimezzano l'autonomia della batteria
Queste ultime settimane l’ondata di gelo l’ha fatta da padrone causando non pochi disagi: si sono verificati guasti elettrici, blackout, problemi con le tubazioni dell’acqua e ora anche problemi con le batterie elettriche dei veicoli a zero emissioni. I proprietari delle moderne auto elettriche hanno scoperto durante le recenti ondate di gelo che l’autonomia delle vetture è venuta un po’ meno. Anche se può variare da veicolo a veicolo, esperti e proprietari affermano che viaggiare a temperature al di sotto dello zero può ridurre l’autonomia della batteria di circa la metà, richiedendo il doppio dell’energia per potersi spostare da un punto A ad un punto B. Le auto che hanno accusato maggiori problemi in questo ambito sono state la Jaguar I-Pace, la Tesla Model 3, la Nissan Leaf e la Chevrolet Bolt.
Proprio un proprietario di quest’ultima auto, la Bolt, ha affermato che mentre in primavera può percorrere circa 430 km con una sola ricarica, in pieno inverno non riesce a superare i 270 km. Un’altra testimonianza è Henry Payne, test driver per The Detroit News e attuale proprietario di una Tesla 3 che ha riportato in un’intervista: “Recentemente sto costantemente vedendo un consumo maggiore di energia del 30%, mentre durante il vortice polare l’auto ha registrato una perdita del 50%“.
Ci sono una serie di motivi tecnici per cui le auto elettriche di solito offrono meno autonomia in condizioni climatiche estreme. Per prima cosa, c’è la necessità di riscaldare, o, in estate, di rinfrescare, l’abitacolo. La Chevrolet Bolt utilizza in media 28 kWh di energia per percorrere 160 chilometri in circostanze ottimali. Accendendo il riscaldamento si “pescano” 5 kWh in più di energia. Guidando di notte, inoltre, c’è bisogno di accendere i fari e sono ulteriori consumi di energia. Poi, prima di partire si accende lo sbrinatore del lunotto e se è vero che la somma fa il totale, ci si ritrova con un consumo extra.
Il problema, però, è anche la batteria: stando a quanto detto dalla General Motors, le celle agli ioni di litio “sono come le persone”, ovvero presentano un’efficienza maggiore se lavorano in una temperatura prossima alla temperatura del corpo umano. Se da un lato, il caldo eccessivo rovina la batteria perché porta al surriscaldamento, se le temperature sono troppo basse, la batteria al litio è più resistente al passaggio di corrente. Il manuale dei possessori di Tesla Model S dice semplicemente: “Con il freddo, parte dell’energia immagazzinata nella batteria potrebbe non essere disponibile sull’unità perché la batteria è troppo fredda”.
Definire la batteria semplicemente agli ioni di litio è errato. Ci sono più di una dozzina di “famiglie” o composti diversi, che si mescolano in diverse composizioni di materiali come cobalto, ferro e manganese. Ognuno risponde al freddo in un modo diverso.
Poi c’è il design del pacco batteria contenente centinaia, anche migliaia di singole celle. La Nissan Leaf utilizza un sistema di raffreddamento ad aria semplice e relativamente economico. I-Pace, Tesla Model 3 e molti altri veicoli elettrici si affidano a sistemi più costosi con raffreddamento a liquido. Uno svantaggio è che usano più energia, specialmente in giornate molto calde o fredde. Il lato positivo è che i pacchi batteria raffreddati a liquido possono lavorare a temperature più vicine a quelle di funzionamento ottimali.
Mantenendo la batteria un po’ più calda, alcuni proprietari hanno notato un piccolo incremento, che arrivava anche al 10%, dell’autonomia della batteria. Le auto elettriche, come anche quelle ibride utilizzano la frenata rigenerativa e ciò consente di ricaricare un po’ le batterie. Dove i normali freni rallentano un veicolo per attrito, trasformando l’energia in calore, i freni con funzione di rigenerazione sono in realtà piccoli generatori. L’energia cinetica raccolta durante il rallentamento convertita in energia elettrica e restituita alle batterie. Ma questi generatori di freni perdono anche di efficienza se fa troppo caldo o troppo freddo, come è riportato sul manuale della Tesla.