Una nuova ricerca sui veicoli elettrici mostra un punto critico spesso sottovalutato: bastano poche celle che invecchiano più in fretta per anticipare il ritiro dell’intero pacco batteria. Il risultato è una perdita concreta di durata utile, prestazioni e capacità energetica che sulla carta resterebbe ancora disponibile.
Lo studio è stato condotto da un team guidato dal professor Chen Zhongwei del Dalian Institute of Chemical Physics dell’Accademia Cinese delle Scienze e dal professor Zou Changfu della Chalmers University of Technology.
L’effetto della cella più debole pesa più della media del pacco batteria
In un pacco batteria tutte le celle devono lavorare come un sistema unico, ma materiali, produzione, accoppiamento iniziale, temperature e condizioni d’uso possono far emergere ritmi di degrado diversi. Quando una singola cella ha una capacità più bassa o una resistenza interna più alta, può arrivare prima ai limiti di sicurezza in carica o in scarica, condizionando così tutto il pacco.
È il classico effetto della cella più debole: se quella che degrada più rapidamente raggiunge per prima la soglia di fine vita, l’intera batteria può essere ritirata anche se molte altre celle conservano ancora una quota utile di energia. Lo studio si distingue perché non si basa solo su test di laboratorio, ma su condizioni d’uso reali e prolungate nel tempo, quindi più vicine a ciò che accade davvero su strada.
Durata, potenza ed energia disponibile calano prima del previsto
Per ricostruire l’invecchiamento delle celle, i ricercatori hanno usato dati di tensione, corrente, temperatura e stato di carica, combinandoli con modelli di batteria e reti neurali. In questo modo hanno stimato capacità e resistenza interna in condizioni standardizzate, riducendo l’effetto di stagioni, livelli di carica e scenari d’impiego differenti.
Sulle auto passeggeri la differenza tra le celle resta contenuta finché il chilometraggio è relativamente basso, ma oltre 170.000 km alcune iniziano a degradarsi più in fretta e il divario cresce in modo evidente. Applicando un criterio uniforme di fine vita, l’incoerenza tra celle riduce lo stato di salute utilizzabile del pacco del 6,2% sulle auto e del 7,5% sugli autobus.
Il problema non riguarda solo l’autonomia residua. La diversa resistenza interna limita anche la potenza in uscita: il pacco perde il 12,9% sulle auto e il 15,1% sugli autobus. Molto più contenuto, invece, l’impatto dello sbilanciamento dello stato di carica, che nelle condizioni considerate resta in genere sotto il 2% della capacità di ricarica utilizzabile.
Perché questo studio conta per progettazione, gestione termica e ricondizionamento
Nel bilancio complessivo della vita utile, il tasso di utilizzo energetico del pacco arriva all’80,7% sulle auto e al 72,9% sugli autobus. Tradotto in pratica, quando il pacco viene dismesso restano inutilizzate quote potenziali di energia pari a circa il 19,3% e al 27,1%.
Le indicazioni operative sono chiare: serve più uniformità produttiva, una selezione migliore delle celle in fase di assemblaggio, controlli di bilanciamento più efficaci, gestione termica più precisa e, in prospettiva, architetture di batteria riconfigurabili.
