Peso della batteria dell'auto elettrica per kWh: cosa sapere

Fattori che influenzano il peso della batteria dell'auto elettrica

Il peso della batteria di un'auto elettrica è determinato da diversi fattori, tra cui i materiali utilizzati, la densità energetica della batteria e la sua capacità.

1. Composizione della batteria (materiali utilizzati)

I materiali utilizzati nella costruzione della batteria sono uno dei fattori più significativi che influenzano il suo peso. La maggior parte delle batterie per veicoli elettrici (EV) utilizza la tecnologia agli ioni di litio, principalmente perché le batterie agli ioni di litio offrono un'elevata densità energetica, il che significa che possono immagazzinare molta energia per le loro dimensioni e il loro peso.

I materiali comuni presenti in queste batterie includono:

Litio: Il litio è l'elemento chiave utilizzato nella maggior parte delle batterie dei veicoli elettrici moderni grazie alla sua elevata capacità energetica e alle sue proprietà leggere. Tuttavia, può comunque aggiungere peso significativo se utilizzato in grandi quantità.

Cobalto: Il cobalto viene utilizzato in combinazione con il litio per migliorare la densità energetica, la stabilità e la durata della batteria. Tuttavia, il cobalto è denso, quindi può contribuire al peso complessivo del pacco batteria. Inoltre, il cobalto può essere uno dei materiali più costosi utilizzati nella produzione di batterie.

Manganese: Il manganese è un altro elemento utilizzato per aumentare la densità energetica e la stabilità termica. È meno costoso e più leggero del cobalto, ma aggiunge comunque peso alla batteria.

Altri materiali possono includere nichel, grafite e alluminio, ognuno dei quali contribuisce in modo diverso al peso e al costo complessivi della batteria. La scelta dei materiali influisce direttamente sia sulle prestazioni del veicolo sia sul costo del pacco batteria.

Sebbene questi materiali contribuiscano a migliorare la durata, l'efficienza e la stabilità della batteria, la loro densità implica che spesso siano necessarie batterie più pesanti per fornire la capacità di accumulo di energia richiesta. 

Vuoi sapere quanto litio c'è in una batteria Tesla? Dai un'occhiata a questo articolo.

2. Capacità della batteria (kWh)

Capacità della batteria è un altro fattore critico nella determinazione del peso di una batteria EV. La capacità è solitamente misurata in kilowattora (kWh), che indica quanta energia la batteria può immagazzinare. In genere, le batterie più grandi con valori kWh più elevati tendono a pesare di più perché hanno più celle e componenti più grandi per immagazzinare più energia.

Per esempio:

• Una batteria da 40 kWh potrebbe pesare circa 300-400 kg.
• Una batteria da 100 kWh potrebbe pesare più di 600 kg o più.

Il vantaggio di una batteria più grande è che fornisce un'autonomia di guida maggiore. Ad esempio, un pacco batteria più grande può consentire a un'auto di viaggiare più lontano con una singola carica. Tuttavia, lo svantaggio è che il peso aggiunto influisce sull'efficienza e sulle prestazioni complessive del veicolo, come accelerazione e maneggevolezza. 

3. Confezionamento delle batterie e sistemi di raffreddamento

Oltre ai materiali e alla capacità, il design del pacco batteria stesso gioca un ruolo cruciale nel determinarne il peso. I pacchi batteria sono composti da più celle singole disposte in moduli e il modo in cui queste celle sono organizzate e collegate può avere un impatto sul peso complessivo del pacco.

Imballaggio efficiente: Un imballaggio efficiente aiuta a ridurre al minimo la quantità di spazio inutilizzato e riduce la massa totale del pacco batteria. I produttori utilizzano configurazioni ottimizzate di celle e moduli per mantenere le dimensioni e il peso complessivi del pacco il più bassi possibile, pur soddisfacendo i requisiti di energia e autonomia.

Sistemi di raffreddamento: Un altro fattore significativo è il sistema di raffreddamento all'interno del pacco batteria. Le batterie delle auto elettriche generano calore sia durante la carica che durante la scarica. Per evitare che la batteria si surriscaldi, i sistemi di raffreddamento (come il raffreddamento a liquido o ad aria) sono integrati nel pacco batteria per regolare la temperatura e garantire che la batteria funzioni in modo efficiente. Questi componenti di raffreddamento, sebbene cruciali per la sicurezza e la longevità, possono anche aggiungere peso.

La progettazione del sistema di raffreddamento spesso coinvolge componenti complessi come scambiatori di calore, pompe e canali di raffreddamento, tutti elementi che aumentano la massa complessiva della batteria. I produttori lavorano costantemente su tecnologie di raffreddamento leggere che mantengano le prestazioni riducendo al contempo il peso del sistema di raffreddamento.

Inoltre, il sistema di gestione della batteria (BMS), che monitora lo stato e la salute della batteria, aggiunge peso, sebbene questo sistema sia fondamentale per garantire la longevità e la sicurezza della batteria.

Pro e contro delle batterie EV più leggere rispetto a quelle più pesanti

Il compromesso tra batterie più leggere e più pesanti dipende dalle esigenze specifiche del conducente e dall'uso previsto del veicolo. Diamo un'occhiata più da vicino ai vantaggi e agli svantaggi di entrambe.

                                                

Aspetto	Batterie EV più leggere	Batterie EV più pesanti
Pro	Migliore accelerazione e maneggevolezza	Maggiore capacità energetica (maggiore autonomia)
	- Migliorata la reattività del veicolo.	- Maggiore accumulo di energia significa maggiore autonomia di guida.
	- Accelerazione più rapida e maneggevolezza più agile.	- Ideale per viaggi a lunga distanza.
	Maggiore efficienza per spostamenti più brevi	Stabilità migliorata (centro di gravità più basso)
	- Maggiore efficienza energetica nella guida in città.	- Migliore maneggevolezza in curva.
	- Minore energia necessaria per miglio.	- Maggiore stabilità ad alta velocità o in condizioni avverse.
	Minore usura dei componenti
	- Minore sforzo su sospensioni, pneumatici e freni.
	- Potenziale per costi di manutenzione inferiori.
Contro	Gamma ridotta	Accelerazione e maneggevolezza ridotte
	- Una capacità della batteria inferiore comporta una minore autonomia di guida.	- Una massa maggiore comporta un'accelerazione più lenta.
	- Richiede ricariche più frequenti.	- Maneggevolezza meno agile, soprattutto in ambienti urbani.
	Potrebbe non essere adatto per viaggi a lunga distanza	Maggiore sollecitazione sui sistemi di frenata e sospensione
	- Non ideale per la guida in autostrada o per viaggi lunghi.	- Il peso aggiuntivo aumenta la sollecitazione sui freni e sulle sospensioni.
		- Maggiore usura di questi componenti.

Per riassumere:

Le batterie EV più leggere sono ideali per i pendolari urbani, per coloro che desiderano prestazioni migliori e per coloro che preferiscono costi di manutenzione inferiori. Tuttavia, hanno un'autonomia limitata e non sono adatte per i viaggi a lunga distanza.

Le batterie EV più pesanti eccellono nella guida a lungo raggio, offrendo maggiore stabilità e un baricentro più basso. Tuttavia, possono ridurre la maneggevolezza, l'accelerazione e aumentare lo sforzo sui sistemi frenanti e sui componenti delle sospensioni.

Come scegliere il veicolo elettrico giusto in base al peso della batteria per kWh?

Quando si sceglie un veicolo elettrico, considerare quanto segue:

• Peso della batteria vs. autonomia: Le batterie più pesanti offrono una maggiore autonomia, ma quelle più leggere possono migliorare l'efficienza e la maneggevolezza del veicolo.
• Esigenze di prestazioni: Scegli in base alle tue abitudini di guida: hai bisogno di viaggi a lunga distanza o di spostamenti in città?
• Efficienza: Le batterie più leggere possono avere una migliore efficienza nei consumi per i viaggi brevi, mentre le batterie più pesanti sono ideali per i viaggi più lunghi grazie alla loro maggiore autonomia.

Conclusione

Comprendere la relazione tra peso della batteria e prestazioni del veicolo è fondamentale per fare la scelta migliore quando si acquista un'auto elettrica. Mentre le batterie più pesanti offrono più autonomia, possono anche compromettere accelerazione e maneggevolezza. D'altro canto, le batterie più leggere offrono una migliore efficienza ma potrebbero limitare l'autonomia del veicolo.

Poiché la tecnologia delle batterie continua a evolversi, possiamo aspettarci un futuro in cui batterie più leggere ed efficienti offriranno autonomie maggiori e migliori prestazioni del veicolo senza compromettere la sicurezza o la maneggevolezza.