Alluvione e auto elettriche: arrivano anche i Suv anfibi

La Leaf nell’insieme è un’ottima auto elettrica, ma la sua batteria è nota per non essere tra le più aggiornate come tipologia. Ha ha una chimica 622 NMC senza sistema di raffreddamento, a meno che non sia stata aggiornata sull’ultimissimo modello. E’ nota per surriscaldare anche in caso di utilizzo del fast charge, con intervento automatico del software di gestione a limitare la potenza di ricarica.

Comunque anche la batteria della Leaf credo che sia già IP67 (e non come ipotizzato IP65 oppure IP66). Se scorrete la pagina nel link, quasi sul fondo è scritto batteria “Nissan Leaf IP67 rating”: https://www.batterydesign.net/ip-ratings/

IP67 è coerente con le altre informazioni che sono state fornite: resistenza a infiltrazioni se immersa in 1 metro d’acqua ma per soli 30 minuti. Ho letto anche di test dei costruttori di immersione acqua salata (test più gravoso per la verifica di guarnizioni di sigillatura). Già la prima Tesla Roadster del 2008 era testata per funzionare immersa in 50cm di acqua salata. IP67 è anche coerente con il fatto che ci sono stati pochi incidenti con le batterie (per ora uno) nonostante l’alluvione abbia sommerso più mezzi elettrici per 1-2-3 giorni.

Probabilmente l’80% delle auto elettriche (e il 100% delle ultime) è certificata IP67 proprio per garantire sicurezza e corretto funzionamento in caso di brevi attraversamenti di corsi d’acqua, o banalmente di un sottopassaggio stradale allagato da forti piogge. In questi casi le auto termiche rischiano in buona parte di subire danni gravi (piegatura delle bielle) se aspirano acqua dalla presa del filtro aria. O comunque di spegnersi e rimanere bloccate per infiltrazioni nell’impianto elettrico/elettronico.

Su Youtube trovate molti video di auto termiche ed elettriche che provano ad attraversare allagamenti da 25cm sino a 70cm di profondità. Cercate ad es. “rufford ford” , con 25-30cm di acqua molte le auto termiche si bloccano. Con 40cm praticamente tutte, furgoni e suv compresi. Passano giusto i fuoristrada. Le elettriche anche nei casi più profondi passano senza problemi. Altro indizio per pensare che le batterie siano IP67:https://www.youtube.com/results?search_query=rufford+ford.

Tuttavia oltre una certa profondità dell’acqua, da 70cm a 90 cm a seconda del peso dell’auto, l’auto anche se ancora funzionante potrebbe iniziare a galleggiare prima su un asse ruote e poi per intero, e in caso di forte corrente essere trasportata via.

Le Tesla cinesi a prova di Monsoni

4) Tesla ha dichiarato che le sue auto possono essere usate in caso di necessità (nubifragi/calamità) brevemente come barche, senza smettere di funzionare e senza danneggiarsi, oppure se l’acqua non è cosi alta da far galleggiare l’auto, per guadare in acqua profonda, e si trovano video eloquenti in rete che lo confermano. Per le elettriche prodotte in Cina è un requisito necessario per poter superare indenni le stagioni dei monsoni con relativi allagamenti delle strade. Questo un video con qualche esempio:https://www.youtube.com/watch?v=SUNw8-rHHV4

5) iniziano ad essere commercializzati Suv-Fuoristrada elettrici certificati IP68, cioè il grado di resistenza successivo (resistenza senza il limite temporale dei 30 minuti), che in pratica sono dei mezzi anfibi, possono guadare senza problemi 1m d’acqua.

Mentre come detto in caso di acque ancora più profonde il veicolo galleggia e può navigare come una barca sino all’altra sponda, in questo caso specifico con una apprezzabile capacità di propulsione in acqua usando la rotazione delle ruote, azionabili ognuna in modo indipendente, senza infiltrazioni anche in caso di immersioni non sporadiche. Cercate ” BYD YangWang U8 “. Questo uno dei tanti video: https://www.youtube.com/watch?v=RhvHF87ufac.  Lo stesso veicolo è stato dotato di sospensioni idropneumatiche, in grado al bisogno di sollevarlo notevolmente da terra, candidandolo ad essere un veicolo versatile in varie situazioni.

In rete si trovano poi anche esempi di conversioni in elettrico di vecchi fuoristrada Land Rover 90-110 o simili, con incremento delle loro capacità di aderenza al suolo grazie al controllo più preciso della coppia applicata alle ruote, e magiore facilità di superamento degli ostacoli, guadi compresi.

Molte (forse tutte?) le auto elettriche recenti siano almeno IP 67 (batteria + l’intero power train in alta tensione) e con almeno la possibilità, in caso di alluvione, di provare a portare in salvo il suo guidatore e i passeggeri e salvare anche l’auto stessa, guidando anche in 50-70 cm di acqua, allontanandosi prima che il livello dell’acqua salga ulteriormente. Invece un’auto termica, in caso di guado prolungato (tranne un fuoristrada diesel) si blocca già con 25 cm di acqua e risulta meno utile per provare ad allontanarsi

Entrambi i veicoli (termici ed elettrici) se lasciati abbandonati immersi per giorni in acqua alta saranno probabilmente da buttare. Il ripristino è possibile ma in genere non economicamente conveniente. Possono essere buoni al massimo per recuperare pezzi di ricambio. Ma l’elettrica ha almeno la possibilità di guadare a inizio alluvione per allontanarsi senza danni e non rimanere bloccata a farsi sommergere

Il rischio incendio delle batterie in caso di vari tipi di danneggiamento esiste, anche se viene ridotto di anno in anno (vedi sotto le varie tipologie di batterie) e bisogna specificare che già per le elettriche di alcuni anni fa è risultato più basso rispetto alle auto termiche. Le statistiche delle assicurazioni (studio americano di pochi anni fa, e un’altro analogo studio svedese) dicono numeri alla mano che la probabilità di avere un incendio con le auto termiche è da 8 a 25 volte superiore rispetto alle elettriche.

Il maggio rischio per le elettriche è quello del “thermal runaway”. E’ il processo che in caso di cella danneggiata o surriscaldata potrebbe generare un incendio: una volta che una cella raggiunge una temperatura critica (circa 130-150°) si scioglie il setto separatore interno della cella mandandola in corto circuito interno (si ottiene lo stesso effetto se viene perforata). Così si può generare un incendio della cella perché l’elettrolita è variamente infiammabile.

Il vero rischio è il “thermal rumaway”

Raggiunta la temperatura critica, la cella può infiammarsi velocemente, e nelle batterie meno studiate propagare il thermal runaway e l’incendio alle altre celle, e infine all’auto. Va detto che la fase precedente, la crescita di temperatura che porta a questo punto critico di 130-150°, è invece di solito molto lenta. Se la vettura è in uso, o in ricarica quindi con i sistemi di gestione attivi, anche solo un accenno di crescita eccessiva di temperatura viene diagnosticato e impedito dal software di gestione della batteria stessa.

I costruttori lavorano per migliorare la protezione attiva, ovvero i software di gestione delle celle della batteria e anche i sistemi di raffreddamento del pacco batteria (ormai presenti su quasi tutte le nuove auto elettriche, anche per migliorare le prestazioni). Cosi che un iniziale surriscaldamento venga rilevato e fermato prima di arrivare a usurare prematuramente una cella per eccessiva temperatura durante l’uso, o peggio continuare a lasciar crescere le temperature sino a rischiare un thermal runaway.

Lavorano anche sulla protezione intrinseca, per realizzare setti separatori più resistenti, elettroliti e componenti della cella meno infiammabili, contatto/spaziatura ottimale tra le celle e gli elementi radianti/raffreddanti. E probabilmente le batterie in corso di studio a stato semisolido o a stato solido saranno esenti de questi problemi

Ma c’è differenza fra batterie LFP e NCM

Nel presente, si può già scegliere tra diverse chimiche di batterie. Molte nuove auto elettriche hanno batterie con chimiche LFP. Queste ad oggi hanno una capacità energetica del 20% inferiore alle batterie NCM a parità di peso, ma sono statisticamente ancora più sicure rispetto alle NCM.  Inoltre presentano altri vantaggi che in pratica quasi annullano lo svantaggio della minore capacità teorica. Infatti sono ricaricabili sino alla soglia 100% senza aumentarne l’usura, anche se poi è comunque preferibile non lasciarle a lungo ferme con carica massima. Hanno un numero di cicli di vita elevatissimo, non utilizzano metalli critici neppure in piccola quantità ed hanno un costo di produzione e il relativo impatto di Co2 più basso rispetto alle batterie NCM.

La temperatura raggiunta da una cella LFP in caso di thermal runaway è di circa 300-400°C, ovvero inferiore a quella di una cella NCM, che è invece circa 500-600°C, cioè analoga in una auto termica alla temperatura di un catalizzatore o di un filtro FAP mal-funzionante (oltre 700°), con effettivo rischio di propagazione dell’incendio.

In una cella LFP , in caso di danneggiamento e se viene raggiunto il “thermal runaway”, non sempre il danno si propaga alle celle adiacenti, come sulle batterie NCM e di tipo meno recente. In caso di danneggiamento su batteria LPF l’evento più probabile sembra essere espulsione di fumo nero e polvere dalla valvola di degassamento del pacco batteria piuttosto che l’innesco un vero incendio.

La cella “Blade” di BYD regina delle LFP

Le batterie LFP hanno celle in formato rettangolare e ultimamente anche piatte, allungate e sottili (il formato “blade”).

Tra i vari tipi di LFP del 2022-2023 si è distinta per buon livello di sicurezza (e anche buona densità energetica rispetto al peso) la batteria Blade di BYD, che ha resistito anche al test di perforazione tramite trapano, e al surriscaldamento in forno a 500°, senza incendiarsi. Oltre che a test di compressione meccanica del pacco batteria sotto al peso delle ruote di un camion rimanendo poi ancora funzionante. Sono installate per esempioi, con capacità lorda di 59kwh, su alcuni modelli base delle Tesla prodotte in Germania in sostituzione delle precedenti e già valide batterie LFP fornite da CATL da 62Kwh lordi. E anche ulle vetture più recenti del gruppo BYD. Trovate i video dei test diffusi dal costruttore se cercate in rete ”blade battery test “:
https://www.youtube.com/watch?v=CSGESKhtZD0

Il rischio è maggiore per batterie del tipo NCM, in caso di grave incidente che spezzi l’intera struttura dell’auto e anche la batteria. Ma non si incendiano più così facilmente come anni fa. In proposito guardate in rete gli effetti sulle batterie di incidenti anche catastrofici. Altro momento di rischio è in caso di vettura non in uso e con sistema di monitoraggio e climatizzazione batteria spento. In tale situazione la vettura non ha difese attive contro un danneggiamento per difetto o per causa esterna eccezionale, es. alluvione di più giorni con eventuale ingresso dai sigilli di quantità consistenti di acqua.

Detto questo, ogni stimolo a mitigare i rischi residui relativi al termal runaway è benvenuto, e magari le vetture alluvionate saranno oggetto di studio dei tecnici.

La quarantena richiesta preventivamente dai Vigili del Fuoco è iper-cautelativa ma comprensibile vista la situazione estrema. Il provvedimento ricalca le norme americane e dalle prescrizioni del costruttore VW per i casi di inondazioni che sommergano i veicoli

Come qualcuno ha segnalato, particolare attenzione va data a non sottovalutare rischi derivanti da monopattini, elettro-utensili a batteria e bici elettriche rimasti eventualmente allagati/sommersi. Questi potrebbero essere certificati solo IP66 e in generale avere meccanismi di sicurezza meno raffinati, rispetto ai pacchi batteria delle auto.

 oltre una certa profondità dell’acqua, da 70cm a 90 cm a seconda del peso dell’auto, l’auto anche se ancora funzionante potrebbe iniziare a galleggiare prima su un asse ruote e poi per intero, e in caso di forte corrente essere trasportata via

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