Un nuovo studio mostra come evitare che la ricarica rapida dei mezzi elettrici danneggi la capacità di stoccaggio delle batterie
Gli effetti della ricarica rapida sulle batterie auto
(Rinovabili.it) – Le stazioni di ricarica rapida dei veicoli elettrici sono considerate una svolta per la diffusione dell’e-mobility. Ma in alcuni casi gli svantaggi potrebbero superare i vantaggi. A spiegarne il perché è un gruppo di scienziati dell’Università della California, a Riverside. In un articolo su Energy Storage (testo in inglese), il gruppo spiega come la ricarica veloce possa danneggiare le unità di accumulo senza una gestione adeguata del sistema.
Il problema sono soprattutto le alte resistenze, e di conseguenza le temperature elevate, a cui sono sottoposte le batterie in fase di carica. Condizioni che, nel migliore dei casi, determinano una progressiva perdita di capacità.
Lo studio – guidato dagli ingegneri meccanici Mihri e Cengiz Ozkan – ha valutato un set di batterie agli ioni di litio del tipo Panasonic NCR 18650B; i test hanno utilizzato lo stesso metodo di ricarica rapida che oggi si trova nelle stazioni autostradali, confrontando con quello creato dagli scienziati.
Un nuovo software adattivo di ricarica
Il team ha, infatti, messo a punto un sistema che utilizza un nuovo algoritmo adattivo di ricarica rapida basato sulla resistenza interna della batteria. Questo fattore varia in base alla temperatura, allo stato di carica, all’età della batteria e ad altri elementi. In ogni caso, più è elevata, più è alta la possibilità di andare incontro a problemi. Nel dettaglio, il nuovo software permette controllare la resistenza e fermarsi in caso di problemi.
Per i primi 13 cicli di ricarica, le prestazioni delle batterie per entrambe le tecniche di ricarica sono rimaste simili. Successivamente, tuttavia, la ricarica rapida ha mostrato i primi effetti negativi: dopo 40 cicli, le batterie hanno mantenuto solo il 60% della loro capacità. Le batterie caricate controllando la resistenza interna hanno conservato invece oltre l’80% della loro capacità.
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“La ricarica rapida industriale influisce negativamente sulla durata delle batterie agli ioni di litio a causa dell’aumento della resistenza interna, che a sua volta genera calore”, spiega il ricercatore e coautore Tanner Zerrin.
Peggio ancora: dopo 60 cicli di fast charge, le custodie delle batterie hanno esposto elettrodi ed elettrolita all’aria e aumentando il rischio di incendio o esplosione. “La perdita di capacità, i danni chimici e meccanici interni e l’elevato calore rappresentano importanti problemi di sicurezza, soprattutto considerando che ci sono 7.104 batterie agli ioni di litio in una Tesla Model S e 4.416 in una Tesla Model 3″, ha affermato Mihri Ozkan. “Il nostro algoritmo di adattamento rapido adattivo ha tuttavia ridotto la capacità di dissolvenza, eliminando fratture e cambiamenti nella composizione nelle celle”, ha aggiunto Cengiz Ozkan.
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