Il battito cardiaco di qualsiasi ibrido non è il serbatoio del gas. È la batteria. Conosci la procedura. Motore a combustione interna? Controllo. Motore elettrico? Controllo. L’ICE brucia benzina. Il motore elettrico trae la sua energia da una fonte chimica ad alta tensione. Senza queste reazioni specifiche all’interno dell’alloggiamento della batteria, l’intero concetto di “ibrido” va in pezzi. Non è magia. È elettrochimica.
Ma la batteria ha una cattiva reputazione. Gli scettici hanno molte lamentele. Dicono che i bagagli sono troppo pesanti e riducono il risparmio di carburante. Affermano che l’erogazione di energia è lenta. Indicano materiali tossici come il piombo e denunciano l’ipocrisia del marketing “verde”. È facile odiare qualcosa che non capisci.
Ma i produttori non ascoltano gli odiatori. Sono impegnati a sistemare le cose. La tecnologia si sta evolvendo. Veloce. Ecco cinque modi concreti in cui la batteria ibrida sta migliorando.
5: Il prezzo d’ingresso sta diminuendo
La paura è un grande deterrente per le vendite. Per anni, lo shock adesivo di una batteria ibrida scarica ha tenuto lontani gli acquirenti. Un pacchetto sostitutivo costava circa $ 3.000. Questo è un grosso cambiamento. È una parte significativa del valore totale del veicolo. Le persone erano terrorizzate all’idea di staccare la spina al loro acquisto solo perché il succo era morto.
Quella paura sta svanendo. Dall’inizio degli anni 2000 i prezzi sono crollati. Nel 2001, la sostituzione di una batteria ibrida costava circa $ 10.000. Ora? Honda ha ridotto la tariffa di sostituzione da $ 3.400 a $ 1.968. Toyota sta progettando di tagliare i propri costi dall’attuale soglia di 3.000 dollari. Anche l’affidabilità è aumentata. Il tasso di guasto di una batteria Prius di prima generazione era pari a circa l’1%. Per la seconda generazione? È sceso allo 0,003%. Questo non è solo un miglioramento. Questa è un’anomalia statistica.
4: batterie agli ioni di litio
Ci stiamo allontanando dalle chimiche più vecchie. L’industria si sta spostando verso gli ioni di litio. Questa non è solo una piccola modifica. Si tratta di un cambiamento fondamentale nel modo in cui l’energia viene immagazzinata e distribuita.
I vecchi pacchi di nichel-metallo idruro erano pesanti. Soffrivano di effetti sulla memoria. Sono trapelati. Le celle agli ioni di litio sono più dense. Trattengono più energia in meno spazio. Il rapporto peso/potenza è significativamente più alto. Ciò significa meno resistenza sul telaio. Migliore accelerazione. E un intervallo più lungo tra le cariche.
Gli appassionati lo stavano aspettando. Il solo risparmio di peso giustifica il passaggio. Ma c’è di più. Le batterie agli ioni di litio si caricano più velocemente. Si scaricano in modo più efficiente. Non si degradano così rapidamente a fuoco alto. Questo è il tipo di tecnologia che rende le prestazioni ibride davvero divertenti.
La domanda rimane: vedremo mai nelle auto batterie stile smartphone? O è un ponte troppo lontano? Ci arriveremo dopo.
La scommessa degli ioni di litio
I pacchi NiMH sono gli attuali cavalli di battaglia. Durano. Sono economici. Un’unità a bassa capacità potrebbe fruttarti $ 600. Ma le richieste di elevata potenza fanno aumentare i costi. I prezzi del nichel sono volatili. La riduzione dei costi è in fase di stallo. I produttori cercano vie d’uscita.
Inserisci gli ioni di litio.
Conosci questa chimica. Il tuo laptop funziona su di esso. Il tuo telefono funziona con questo. È piccolo. È leggero. Per le applicazioni ibride vince la densità energetica. Ottieni più potenza per libbra. L’efficienza batte le NiMH.
Siamo agli inizi per le batterie agli ioni di litio nel settore automobilistico. I dati sull’affidabilità sono scarsi. I costi sono ancora elevati. Se l’investimento regge, prima o poi vedremo confezioni più piccole. Se fallisce?
Guarda altrove.
UltraBattery: il revival del piombo-acido
Gli ioni di litio potrebbero essere troppo costosi per il mercato di massa. NiMH non sta diventando più economico. Allora dove si tagliano i costi senza sacrificare l’accelerazione?
Piombo acido.
SÌ. La stessa batteria che fa ripartire la berlina di tua nonna. Inventato nel 1859 da Gaston Plante. È pesante. Gli ambientalisti lo odiano. Ma è economico. E ricercatori in Australia e Giappone hanno dimostrato che potrebbe essere migliorato.
Hanno costruito la UltraBattery.
L’UltraBattery utilizza supercondensatori per fornire agli ibridi grandi esplosioni di energia per l’accelerazione senza degradare la cella.
Combina la chimica del piombo-acido con la tecnologia dei supercondensatori. Il condensatore gestisce i picchi di corrente elevata. La cella al piombo gestisce lo stoccaggio. Nessun degrado. Nessun metallo raro costoso.
L’industria automobilistica è titubante. Ma il prezzo è interessante. Meno di $ 1.000. Alcuni produttori giapponesi puntavano all’adozione del 2010.
Perché la longevità della batteria è più importante della potenza di picco
Hai scelto un ibrido perché desideri minori emissioni e un migliore risparmio di carburante. Non l’hai comprato per diventare un tecnico delle batterie. Tuttavia, la batteria è il componente più costoso del veicolo. Sostituirlo a metà proprietà è un duro colpo finanziario.
La maggior parte degli ibridi utilizza NiMH. Questi pacchetti sono robusti. Gestiscono il ciclismo profondo meglio dei primi prototipi agli ioni di litio. Un pacco NiMH può durare dagli 8 ai 10 anni. Questo copre il periodo di garanzia. Copre la vita prevista dell’auto.
Gli ioni di litio rivendicano una maggiore densità energetica. Ma il ciclo della vita? Le prime celle agli ioni di litio per autoveicoli avevano difficoltà con la gestione termica. Il calore uccide le batterie al litio. La ricarica rapida li degrada. Se un pacco batterie agli ioni di litio dura solo 5 anni, il costo totale di proprietà aumenta. Il risparmio sul carburante svanisce a fronte del costo di sostituzione.
Le varianti al piombo come UltraBattery mirano a colmare questa lacuna. Offrono la longevità delle batterie automobilistiche tradizionali con l’erogazione di potenza necessaria per l’assistenza elettrica. Se la tecnologia matura, diventi economico. Di lunga durata. E prestazioni decenti.
La gara non riguarda solo la densità energetica. Si tratta di sopravvivenza. Quale chimica della batteria sopravvive alla strada? Vedremo.
La paura del pacco batteria ha tenuto molte persone sul recinto. Si preoccupano della breve durata della vita. Si preoccupano dei tassi di fallimento. La grande domanda è sempre la tempistica. Il branco morirà tra quattro anni? Cinque? Sette?
Ecco la realtà. I produttori garantiscono questi pacchetti per tutta la vita del veicolo. Stiamo parlando di 100.000 miglia o più negli ultimi anni. Le garanzie spesso si estendono fino a otto anni o più. Se la batteria si guasta mentre è coperta, il produttore paga la sostituzione. Prendi la Toyota Prius del 2010. Viene fornito con una garanzia di 10 anni e 150.000 miglia. Questa è una protezione concreta.
“La verità è che le case automobilistiche garantiscono le loro batterie ibride per tutta la vita dell’auto… il produttore coprirebbe i costi di sostituzione.”
Meno peso
Le batterie pesanti compromettono l’efficienza del carburante. Più massa significa più energia necessaria per muovere l’auto. Gli automobilisti spesso scaricano i bagagliai per risparmiare benzina. È lo stesso principio.
I ricercatori stanno lavorando per ridurre il peso della batteria. Gli scienziati del MIT hanno sviluppato un modo per rendere i pacchi agli ioni di litio più leggeri e più veloci. Il problema originale era il lento rilascio di energia. Gli scienziati hanno incolpato gli atomi di litio che si muovono lentamente. I ricercatori del MIT sostengono che in realtà è la struttura su scala nanometrica che ostacola il viaggio degli ioni.
Un rivestimento in fosfato di litio risolve questo problema. Accelera gli ioni, aiutandoli a raggiungere rapidamente il terminale. Questo materiale riduce anche il degrado. Un minor degrado significa che i produttori possono ridurre le dimensioni della batteria. Confezioni più piccole. Auto più leggere.
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Fonti
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- HybridCars.com. “La batteria dell’auto ibrida: una guida definitiva.” 6 novembre 2008.
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