Configurazione smontata: Batterie per veicoli elettrici

Electric vehicle

 

Il veicolo elettrico rappresenta oggi una scelta popolare tra i conducenti. La tecnologia migliorata delle batterie agli ioni di litio ha reso il concetto di veicoli elettrici a lungo raggio una realtà, dimostrando il successo dell'azienda automobilistica EV Tesla. Tra gli altri produttori di veicoli elettrici vi sono Nissan e Chevrolet, nonché i progetti ibridi di Hyundai.

Nei veicoli elettrici vengono utilizzati diversi tipi di batterie; la più comune è la batteria agli ioni di litio o Li-Ion. Si trovano anche negli smartphone, nei computer portatili, nei tablet e negli orologi intelligenti. L'uso di questa batteria ha portato le tecnologie a nuovi livelli. Le batterie agli ioni di litio nei veicoli elettrici sono molto più grandi dell'elettronica personale. Data l'elevata densità di energia e di potenza, le batterie agli ioni di litio rappresentano la scelta preferita.  Come opzione di accumulo, vi sono anche batterie e ultracondensatori al nichel-idruro di metallo.

Come funzionano le batterie dei veicoli elettrici? Iniziamo con la composizione e la reazione chimica della batteria agli ioni di litio. È costituita da un catodo a base di litio (elettrodo/conduttore positivo), un anodo (elettrodo/conduttore negativo) ossia carbonio e un elettrolita che funge da catalizzatore. Una semplice descrizione della reazione chimica della batteria agli ioni di litio è che durante la scarica gli elettroni (carica negativa) del litio vengono trasferiti dall'anodo al catodo. La reazione opposta si verifica durante la carica, gli ioni si formano in corrispondenza del catodo e dell'interfaccia elettrolitica. Gli ioni sono atomi che si caricano elettricamente guadagnando o perdendo elettroni. Il trasferimento di elettroni dal catodo all'anodo crea un potenziale di tensione che viene fatto passare attraverso il catodo.

 

 

I veicoli elettrici presentano un motore elettrico invece di un motore a combustione interna. Vi sono batterie separate che alimentano gli accessori all'interno dei veicoli e batterie che alimentano rispettivamente il motore elettrico di trazione, la batteria ausiliaria e il pacco batterie di trazione. Il motore elettrico di trazione aziona poi le ruote. L'efficienza di questa batteria determinerà l'autonomia di marcia del VE.

Ora scopriamo cosa contiene la batteria di un veicolo elettrico. A seconda del produttore, potrebbe consistere in centinaia di batterie piccole come quelle del vostro smartphone, ma con una capacità maggiore. Queste piccole batterie sono poi raggruppate in celle a numero fisso per tenere traccia della capacità della batteria. Poi un certo numero di celle viene inserito in un modulo o semplicemente messo in una scatola protettiva. Per creare un pacco batteria, nel veicolo elettrico vengono inseriti diversi moduli insieme ad un sistema di gestione della batteria. Il sistema di gestione delle batterie potrebbe essere costituito da controlli e protezioni, nonché da un sistema di raffreddamento delle batterie.

Uno dei vantaggi della batteria agli ioni di litio è che il suo peso è molto inferiore alla densità di energia che produce. Da qui il suo utilizzo nei veicoli elettrici. Un'auto più leggera consente di percorrere distanze più lunghe in termini di viaggi e prestazioni.

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