Il sistema di batterie è forse la componente più critica dei veicoli elettrici. Si punta alla massima densità energetica possibile, senza trascurare aspetti come sicurezza, peso e sostenibilità. Ma quali tecnologie avranno effettivamente un futuro? Risponde a questa e altre domande Andreas Hintennach, head of battery cell research di Daimler AG.



 

Il sistema di batterie è un elemento chiave della mobilità elettrica. Ogni giorno in Daimler, esperti di varie discipline si occupano di tutti gli aspetti di questa tecnologia, dalla ricerca di base alla fase produttiva. I requisiti sono complessi e variano a seconda dell'applicazione. Questo perché mild hybrid a 48 volt, ibridi plug-in e alimentazioni 100% elettriche richiedono differenti focus di sviluppo.
Andreas Hintennach, a capo del dipartimento Battery Cell Research di Daimler AG, offre una panoramica su questo tema, oggi particolarmente dibattuto.

Batterie e e-mobility: il punto di vista di Mercedes-Benz

La tecnologia delle batterie è un elemento chiave della mobilità elettrica e parte integrante dell'architettura del veicolo. Per questo in Mercedes-Benz vengono coperte tutte le fasi dalla ricerca fondamentale alla maturità produttiva. Le attività includono la continua ottimizzazione dell'attuale generazione di sistemi di batterie agli ioni di litio, l'ulteriore sviluppo delle celle disponibili sul mercato mondiale e la ricerca di sistemi di batterie di nuova generazione.

Ma, naturalmente, c'è di più quando si tratta di batterie per veicoli elettrici. Mercedes-Benz sta anche lavorando sul sistema di gestione della batteria, un computer complesso che si può sempre migliorare. Anche la gestione termica è un argomento importante. È responsabile della durata e anche delle prestazioni del pacco batteria.
È necessario comprendere il meccanismo delle tecnologie per essere in grado di prendere le opportune decisioni.

Sviluppi odierni e futuri

A che punto è la fase di ricerca e sviluppo in Daimler? Rispondendo a questa domanda, Andreas Hintennach traccia anche la strada del futuro.
“In Mercees-Benz siamo preparando la strada per le prossime generazioni di potenti veicoli elettrici a batteria. Le batterie agli ioni di litio sono la tecnologia più comune utilizzata oggi nell'elettronica e nei veicoli elettrici. Negli anni a venire, questa tecnologia continuerà a tracciare la strada, ma nel futuro c'è di più”.

“Per quanto riguarda la ricerca e lo sviluppo, seguiamo diversi principi guida specifici. Lavoriamo costantemente sull'innovazione e sulle alternative al di là degli ioni di litio, non da ultimo per quanto riguarda la densità energetica e i tempi di ricarica, ma anche per la sostenibilità.
Ad esempio, abbiamo stretto una partnership sulla sostenibilità con la società Farasis Energy (Ganzhou) per adottare un approccio olistico lungo l'intera catena del valore: parte delle celle della batteria per la prossima generazione di veicoli del nostro marchio di prodotti e tecnologie EQ devono già essere prodotte utilizzando il 100% di elettricità da energie rinnovabili. Le nostre competenze per la valutazione tecnologica dei materiali e delle cellule e le attività di ricerca e sviluppo sono in costante evoluzione”.

Non è solo una questione di kWh per pacco batteria

Come afferma Andreas Hintennach: “La capacità energetica è importante, naturalmente. Ma c'è di più, perché la sicurezza è un fattore fondamentale. Le modifiche relative ai materiali potrebbero rendere possibile una maggiore capacità, ma con compromessi in termini di sicurezza.
Per noi, questo è sicuramente fuori questione. Mercedes è da sempre un punto di riferimento per quanto riguarda la sicurezza, e questo deve vale anche per il suo pacco batterie. Uno dei nostri principi guida di sviluppo è anche la flessibilità: in Daimler, ci sono già numerosi prodotti che impiegano batterie, dalla smart alle vetture e i vans della Stella; dai bus ai camion pesanti: mild hybrid a 48 volt a ibridi plug-in e auto puramente elettriche. E, naturalmente, le soluzioni devono essere sostenibili".

Quanto è importante la sostenibilità nello sviluppo?

“La sostenibilità è diventata il principio generale di qualsiasi attività di sviluppo presso Daimler – risponde Andreas Hintennach. - Poiché la produzione di veicoli richiede naturalmente un'elevata quantità di materie prime, uno dei nostri obiettivi è ridurre al minimo la necessità di risorse naturali, ma anche aumentare la trasparenza.
Durante lo sviluppo, creiamo un concept per ogni modello di veicolo in cui tutti i componenti e i materiali vengono analizzati per la loro idoneità in un contesto di economia circolare. Per quanto riguarda le batterie, questo concetto è già utilizzato per la ricerca di base in cui i materiali preziosi possono essere sostituiti, ridotti al minimo o utilizzati in modo più efficiente. Inoltre, la riciclabilità è già presa in considerazione dall'inizio. Così la produzione di batterie diventa parte di un approccio olistico - un ciclo chiuso, la cosiddetta economia circolare”.

L'impatto ambientale dei veicoli elettrici

La propulsione elettrica ha un impatto evidentemente peggiore rispetto ai motori a combustione quando si tratta di produzione. Quale è la posizione i Daimler a questo riguardo?
“La produzione del motore a combustione è stata costantemente migliorata negli ultimi 133 anni. La batteria e la cella a combustibile, d'altra parte, ad oggi iniziano il proprio ciclo vita con maggiori emissioni a causa dell'aumento del fabbisogno energetico. Viceversa, in termini di funzionamento, sono entrambi molto più efficienti e questo paga nel lungo periodo. Anche se non li carichiamo utilizzando elettricità a emissioni zero, i veicoli alimentati a batteria generano circa il 40% in meno di emissioni nel corso del loro ciclo di vita rispetto ai veicoli con motori a benzina e il 30% in meno rispetto ai veicoli alimentati a diesel. Inoltre, c’è da considerare che in questo calcolo, non sono computate le riduzioni di CO2 target per la produzione entro il 2039 e il riciclaggio delle materie prime che saranno incorporate nel ciclo produttivo in futuro. Entrambi miglioreranno ulteriormente la sostenibilità dei nostri veicoli in modo olistico, e così facendo contribuiranno alla nostra strategia "Ambition2039". Oggi, i nostri veicoli sono già riciclabili al 95%”.