Qual è la temperatura ottimale per la batteria? Ce lo chiede Paolo, interpretando i dubbi di tutti gli utenti di auto elettrici alle prese con l’autonomia “ballerina” in funzione della stagione. Inviate i quesiti a info@vaielettrico.it
“Buongiorno, seguo da un po’ di tempo il vostro canale pur non possedendo un’auto elettrica. Vorrei sapere quali sono i range di temperatura ambientale entro i quali avviene il riscaldamento / raffrescamento della batteria, in fase di ricaricha e utilizzo„. Paolo Carlo Amodeo
Freddo e caldo rallentano gli ioni di litio
Risposta-La temperatura ottimale teorica di carica e scarica di una normale batteria da autotrazione agli ioni di litio è di 25 gradi. Al di sopra e al di sotto di questa temperatura il flusso degli ioni di litio rallenta, riducendo la velocità di carica e scarica.
Ma diciamo che se la temperatura esterna è nel range dei 20 e i 30 gradi non si verificano riduzioni di efficienza sensibili. Se la temperatura esterna è più bassa, quindi la batteria tende a raffreddarsi, l’efficienza diminuisce di circa l’1,2% ogni due gradi centigradi. A zero gradi il calo è di circa l’88%, fino ad arrivare sotto il 40% a -20 gradi. Il risultato, per l’autombilista è una riduzione dell’autonomia e un aumento dei tempi di ricarica. Le auto più recenti dispongono di sistemi di pre riscaldamento e climatizzazione che limitano il problema, soprattutto nell’avvio a freddo. Sistemi che comunque comportano consumi supplementari di energia, già calcolati nello stabilire l’autonomia attesa dell’autovettura.
Preriscaldamento e climatizzazione i rimedi
In marcia la batteria tende a scaldarsi per l’effetto del flusso di ioni di litio; ma l’effetto combinato della climatizzazione e del calore autoprodotto non eliminano completamente il problema del calo di autonomia se la temperatura esterna è particolarmente rigida.
Viceversa, in estate, il problema è opposto. Da un lato l’efficienza intrinseca si riduce, dall’altro si profila il rischio di un surriscaldamento che a partire dai 150 gradi centigradi potrebbe innescare un incendio. Tutte le batteria auto, perciò, dispongono di sistemi di raffreddamento.
Il riscaldamento può avvenire con due sistemi:
-elementi riscaldanti elettrici applicati alle celle
-un circuito liquido
Il raffreddamento può essere invece realizzato in tre modi:
-con sistema di ventilazione forzata, per scambiare l’aria interna al pacco con quella esterna
-condizionamento con scambio ad aria all’interno del pacco
-sistema di condizionamento con scambio a liquido all’interno del pacco
Ma c’è un limite: l’energia richiesta
In conclusione i costruttori cercano di mantenere la temperatura interna delle celle il più vicina possibile ai 25 gradi. Questo è solo parzialmente possibile a meno di non utilizzare una quantità tale di energia da annullarne il beneficio. Con il caldo, se la climatizzazione non riesce a mantenere la temperatura interna sotto il limite di rischio scatta il blocco automatico della scarica e l’arresto della vettura.
Praticamente con un’auto normale abbiamo la tecnologia al servizio dell’automobilista, qui è il contrario.Tiriamo poi un velo pietoso sulla convenienza economica di questi giocattoli per ricchi.
Grazie dell’illuminante contributo alla discussione. Qui decine e decine di automobilisti elettrici non ci avevmno mai pensato.
Avevo glissato su quel commento che è a metà tra il provocatorio e la ripetizione della solita litania.
Una cosa però fa riflettere, ed è questo pensare che con un’auto “normale” la tecnologia sia al servizio dell’automobilista, senza contare che quella stessa tecnologia richiede di andare a rifornirsi e acquistare litri e litri di un composto chimico tossico, che bruciato emette inquinanti dannosi per la salute e per l’ambiente e che soprattutto è prodotto a partire dal petrolio che occorre andare ad acquistare all’estero. Chi sostiene che le auto elettriche sono costose ha ragione se guarda il suo piccolo orticello (microeconomia) ma non conosce minimamente le basi della macroeconomia.
E magari poi si lamenta che è povero e “gli altri” che sono ricchi vanno in giro con giocattoli costosi.
Questo tipo di ragionamenti non è palesemente scavarsi la fossa da soli!?
Ma Paolo magari non lo fa apposta, magari proprio ignora!
Altrimenti saprebbe che il costo totale di esercizio di un’auto elettrica è parecchio inferiore, perchè saprebbe che al costo di acquisto di una termica vanno poi aggiunti tagliandi, sostituzioni programmate di componenti, e il carburante molto più costoso.
Paolo infine, fosse meno un af, saprebbe che si dice stendere un velo pietoso, non tirare. Da tirare qui c’è solo qualche libro a gente che non ne ha mai aperto uno, e magari se ne vanta pure.
Tesla scalda la mia batteria fino a 57-58° per caricarla a fino 250 kW senza danneggiarla.
Mi pare che questa temperatura non sia l’ottimale per le ricariche rapide.
In quel caso (es. Tesla) la macchina riscalda le batterie per aumentare la potenza in ricarica senza danneggiarle.
Sicuramente la temperatura normale di esercizio non basta, anche in viaggi autostradali, quando si punta il navigatore ad un SuC (Supercharger) o comunque una colonnina FAST o ULTRAFAST in corrente continua, nelle Tesla la batteria viene SEMPRE riscaldata.
L’articolo è corretto, 25 gradi è la temperatura ideale delle batterie. Al di sopra ed al di sotto la potenza in entrata ed uscita vengono ridotte, in funzione dello stato di carica.
Dai video di ElektronVolt (poi rinominato Andrea Baccega) in ricarica FAST iveniva indicata una temperatura più elevata per la ricarica rapida, tipo 40-45 gradi se non ricordo male. i 25 gradi credo siano per il normale funzionamento in scarica, ma questo vale per Tesla e per la chimica NCA, sulle altre autovetture non so.
Temo non sia chiarissimo se si stia parlando di temperatura di scarica in movimento o temperatura di ricarica. Perchè per la ricarica sicuramente il valore è maggiore, a vedere empiricamente i dati di carica della mia id.3 ad esempio la ricarica più performante (in HPC, in AC è talmente bassa la potenza che è indifferente) mi pare avvenga ben oltre i 30°, e leggevo che il preriscaldamento di Tesla la porta sopra i 40°.
Per la scarica avevo letto tra 15° e 35° (https://www.researchgate.net/figure/Optimal-operating-temperature-of-Li-ion-battery-26_fig3_327966044), magari Massimo ha fatto salomonicamente una media tra i due valori? 🙂
Oltretutto, questo vale per la chimica NMC, perchè mi sa che le LFP abbiano valori differenti, essendo differente la chimica e quindi le reazioni di ossidazione e riduzione (scarica e carica).
[boutade: la temperatura ideale per usare la batteria è 0 K, il degrado è nullo]
Eh, ma ci sta. Non c’è peggior sordo di chi non vuol sentire (e vedere). Sempre all’esimio Formigli, io farei provare anche a lui l’ebbrezza di fare un pranzo chiuso in box con un’auto termica accesa, mentre lo guardiamo da un altro box pranzando con affianco un’auto elettrica.
Poi, a fine pranzo, ci scambiamo le opinioni davanti a un ottimo ammazzacaffè.
Importante: il pranzo va fatto con la famiglia, eh.
Credo che a fine pranzo Formigli e la famiglia non ci arrivino vivi.
Mi fa venire in mente un signore, già all’epoca piuttosto “anziano”, che diversi anni fa tesseva lodi della sua gioventù in “Abissinia”.
“Addis Abeba è un paradiso terrestre. 25 gradi, ventilato, tutto l’anno. D’inverno fa caldo perchè sei all’equatore, d’estate fa fresco perchè sei a 2000 metri”.
Eia eia baccalà a tutti.