Uno studio rivoluzionario che sfata i miti sull’invecchiamento delle batterie: le batterie dei veicoli elettrici sono in realtà progettate per durare

L’adozione dei veicoli elettrici sta crescendo a livello globale, con quasi una su cinque auto vendute nel 2023 che è elettrica. Mentre i veicoli elettrici continuano a stabilire nuovi record, ci sono preoccupazioni tra le persone riguardo alla durata delle loro batterie. 

La tecnologia delle batterie è al centro della rivoluzione dei veicoli elettrici poiché alimenta questi veicoli e determina la velocità di ricarica, l’autonomia e le prestazioni complessive. I veicoli elettrici utilizzano tipicamente batterie ricaricabili agli ioni di litio, che hanno un’alta densità energetica e, di conseguenza, producono più potenza rispetto alle loro dimensioni.

La longevità della batteria, tuttavia, continua a essere una preoccupazione chiave dei consumatori, oltre all’ansia per l’autonomia e al tempo di ricarica e all’infrastruttura, riguardo a questa tecnologia che influenza le loro percezioni. Poiché le percezioni dei consumatori sulla tecnologia giocano un ruolo fondamentale nella spinta all’adozione dei veicoli elettrici, è importante comprendere le loro preoccupazioni e aspettative. 

Il punto è che i social media e gli articoli di notizie contribuiscono a plasmare la percezione di una forte perdita di valore residuo dei veicoli elettrici a causa dell’invecchiamento della batteria. 

Con i veicoli elettrici usati descritti dai media come ”giacenti sugli scaffali come piombo”, affermando che l’invecchiamento rapido della batteria riduce significativamente la sua autonomia, ciò ha portato molti consumatori a considerare i veicoli elettrici usati inutilizzabili. 

Quindi, un nuovo studio ha intrapreso il compito di esaminare se le preoccupazioni riguardo all’invecchiamento prematuro siano effettivamente giustificate. Inoltre, per alleviare le preoccupazioni, sono stati analizzati oltre 7.000 veicoli per offrire approfondimenti approfonditi sulla durata della batteria e sul valore residuo del veicolo. 

Condotto da AVILOO, leader globale nella diagnostica delle batterie per auto elettriche e veicoli ibridi plug-in, lo studio dimostra che le batterie dei veicoli elettrici mantengono una lunga vita utile anche quando sono utilizzate intensivamente. 

Mentre la durata delle batterie varia a seconda del produttore e dell’età, esse possono essere previste a competere e persino superare la longevità dei componenti del gruppo motopropulsore nei veicoli a motore a combustione interna (ICE). 

Lo studio ha rilevato che la maggior parte delle batterie mantiene più dell’80% della capacità originale e, quindi, è utilizzabile ben oltre il periodo di garanzia usuale. I progressi tecnologici stanno effettivamente contribuendo ad aumentare le prestazioni e la durata delle batterie, che possono essere ulteriormente ottimizzate dall’utente. 

Cosa determina realmente la longevità di una batteria?

Quando si indaga su cosa determina la durata di una salute della batteria, lo studio ha scoperto che è la loro capacità residua a prendere la decisione.

Proprio come, nel tempo, le cose si usurano e perdono il loro potenziale, così fanno anche le batterie. La capacità e l’efficienza di una batteria si riducono naturalmente col tempo. Questo processo è definito come invecchiamento calendario, che è legato al tempo, e invecchiamento ciclico, che è legato all’uso.

L’invecchiamento calendario è il risultato della modifica delle strutture chimiche all’interno delle celle della batteria nel tempo, anche se non è attivamente utilizzata. Nel frattempo, l’invecchiamento ciclico si verifica a causa dello stress dei cicli ripetuti di carica e scarica. 

Insieme, questi due processi degradano lo stato di salute (SoH) della batteria, influenzando negativamente sia la sua capacità di immagazzinamento dell’energia sia le prestazioni complessive. 

Lo SoH è qui una cifra chiave che riflette il grado di invecchiamento della batteria, ma non esiste una definizione standardizzata, poiché i produttori utilizzano metodi di calcolo diversi e seguono obiettivi differenti. Lo studio, nel frattempo, lo ha usato per semplicemente riferirsi esclusivamente alla capacità della batteria.

Ora, quanto è grave l’invecchiamento della batteria nelle condizioni reali? Per trovare la risposta a questa domanda, lo studio ha prima utilizzato 50 veicoli della flotta di veicoli elettrici P3 per investigare l’invecchiamento della batteria considerando i comportamenti di guida e ricarica dei proprietari per catturare le variazioni tra utilizzo e produttori.

Successivamente, Aviloo ha utilizzato dati provenienti da oltre 7.000 veicoli con fino a 300.000 chilometri di percorrenza per un’analisi quantitativa dettagliata dell’invecchiamento della batteria in relazione al chilometraggio.

A differenza di altri studi, che hanno utilizzato dati accademici e di laboratorio, questo studio ha fatto uso di dati reali dei veicoli, consentendo di tenere conto delle influenze esterne. Aviloo, che esegue diagnostica delle batterie, ha condotto oltre 60.000 test di capacità. 

In questi test, l’utente collega l’AVILOO Box all’interfaccia OBD del veicolo e lo guida finché la batteria scende dal 100% al 10%. Durante questo periodo, il Box continua a raccogliere dati e a trasmetterli ai server dell’azienda in tempo reale, che poi convalidano e analizzano i dati. Questo consente loro di fornire il SoH della batteria, che viene calcolato confrontando l’energia estraibile attuale con l’energia disponibile quando la batteria è nuova.

L’invecchiamento della batteria avviene a un ritmo molto più lento di quanto immaginato 

Quando si tratta di elettronica, i consumatori sono sempre preoccupati per le loro batterie. Quanto durano i dispositivi con una carica? Dovrebbero essere caricati per tutto il giorno? Ci sono molte domande, e lo stesso vale per i veicoli elettrici, che sono costosi, più dei loro equivalenti a combustione interna.

Quindi, ha senso che ci siano serie preoccupazioni tra le persone riguardo al degrado della batteria nei veicoli elettrici. 

Tuttavia, queste preoccupazioni sono in gran parte infondate poiché lo studio ha rivelato che il degrado della capacità della batteria è molto più lento di quanto si sia supposto. 

Questo degrado avviene principalmente nelle fasi iniziali. Quindi, nei primi 30.000 chilometri, il degrado della capacità accelera per poi stabilizzarsi e poi progredire quasi linearmente. L’osservazione dei dati sul campo conferma che il degrado della batteria nelle fasi di utilizzo successive è sostanzialmente inferiore rispetto alla fase iniziale. 

Per quanto riguarda la causa della perdita di capacità iniziale, è lo strato SEI (interfaccia elettrolita solido), che si forma sull’anodo durante i primi cicli di carica e scarica. Quando questo strato inizia a formarsi, il litio si converte in prodotti di degrado, riducendo la quantità disponibile per l’immagazzinamento dell’energia. Una volta che questo strato si è stabilizzato, anche la perdita di capacità rallenta significativamente. 

Secondo i dati, la maggior parte delle batterie aveva un SoH superiore all’80% anche dopo più di 200.000 km. 

I dati della flotta P3, che si basano su veicoli di 3-5 anni fortemente usati, hanno mostrato che quasi tutti avevano un SOH superiore al 90%. Questa \”eccellente prestazione\” è mantenuta nonostante questi veicoli siano soggetti a un uso intenso in modi diversi e abbiano produttori differenti.

In generale, “i dati sul campo indicano che, in condizioni reali, i veicoli (soprattutto quelli con alto chilometraggio) mantengono la loro capacità reale per un periodo più lungo”, ha dichiarato lo studio.

Ecco come gli utenti possono aumentare la durata della loro batteria

Anche se è positivo sapere che le nostre batterie EV sono davvero durature, c’è un modo in cui possano essere migliorate? Dopotutto, noi tutti vogliamo sapere se c’è qualcosa che possiamo fare per migliorare la durata delle batterie dei nostri dispositivi elettronici. E nel caso delle auto elettriche, possiamo certamente farlo.

Questo studio di Aviloo fornisce diversi suggerimenti su come i proprietari di veicoli elettrici possono estendere la vita della loro batteria. Uno dei modi per raggiungere questo obiettivo è affrontare i fattori che causano l’invecchiamento calendario, ovvero il degrado temporale. Questo comporta parcheggiare il veicolo in ambienti a temperatura moderata o bassa perché temperature eccessive favoriscono reazioni chimiche che accelerano il degrado della capacità.

Quando devi lasciare il tuo veicolo elettrico inattivo per periodi prolungati, è consigliato parcheggiarlo con uno stato di carica basso o moderato, compreso tra il 10% e il 50%. Questo è perché lo stato di carica (SoC) influisce anche sui processi chimici nella batteria. Alte tensioni tendono ad accelerare l’invecchiamento della batteria del veicolo, soprattutto durante lunghi periodi di inattività. 

Ora, affronteremo i fattori che influenzano l’invecchiamento ciclico, ovvero l’uso del veicolo. Per questo, lo studio propone uno scenario ideale per la carica e la scarica, che consiste nel mantenere una temperatura entro un intervallo moderato di 20–50°C. Non mantenere la temperatura troppo alta o troppo bassa quando il veicolo è in uso perché entrambe le condizioni accelerano i meccanismi di invecchiamento come l’aumento della placcatura di litio, la formazione di SEI e il deterioramento della struttura chimica.

Un altro modo per migliorare la durata della batteria è evitare di effettuare frequenti ricariche rapide. Occasionalmente va bene e non ha effetti seri sull’invecchiamento, ma la ricarica rapida ripetuta la influisce negativamente. 

Modificare il proprio comportamento di ricarica è un’altra raccomandazione. Quindi, invece di guidare il tuo veicolo elettrico completamente scarico e poi ricaricarlo al 100%, il che aumenta il carico all’interno delle batterie e le invecchia, ciò che dovresti fare è mantenere la profondità di scarica bassa, tra il 20% e l’80%. 

Potresti voler apportare alcune modifiche al tuo comportamento di guida; in questo caso, eviti di fare lunghi viaggi ad alta velocità e forte accelerazione poiché ciò genera correnti elevate, che aumentano la temperatura e mettono più sollecitazione sulla batteria. Quindi, adotta un comportamento di guida moderato per rallentare l’invecchiamento della batteria della tua auto elettrica.

Cosa dice la garanzia dei produttori di veicoli elettrici?

Lo studio di Aviloo, che copre il 95% di tutti i marchi di veicoli elettrici disponibili, ha anche esaminato quanto sia efficace la garanzia dei produttori di auto elettriche. I risultati indicano che stanno effettivamente facendo un buon lavoro.

I continui progressi tecnologici e l’esperienza crescente dei produttori hanno effettivamente consentito ai produttori di offrire garanzie sempre più robuste, che assicurano una capacità residua di almeno il 70% fino a una certa età o chilometraggio, a seconda di quale venga raggiunto per primo. Sotto questa soglia, la garanzia copre le misure di riparazione per ripristinare la capacità al livello garantito.

Per i sistemi di batteria EV, la garanzia standard attuale è di 8 anni o 160.000 km, il doppio della garanzia che i consumatori ricevono per l’intero veicolo e gli altri componenti. Alcuni produttori, come Lexus, hanno persino iniziato a offrire garanzie estese.

I dati di Aviloo hanno rivelato che i produttori stanno offrendo condizioni di garanzia sempre più estese perché il SoH raramente scende sotto il 70% durante il periodo di garanzia.

Lo studio ha inoltre esaminato le diverse fasi del ciclo di vita della batteria in termini di garanzia. La prima è la Fine della Garanzia (EoW), che si verifica quando la garanzia termina a causa del tempo trascorso o della soglia di chilometraggio raggiunta. L’analisi mostra che le batterie possono continuare a essere utilizzate oltre questo. 

La seconda è la Fine della Prima Vita (EoFL), che si verifica molto prima che la batteria raggiunga il 70% di SoH e può essere utilizzata in un’applicazione di seconda vita. La terza fase è la Fine della Seconda Vita (EoSL), che viene raggiunta quando la batteria non è più adatta per ulteriori utilizzi e deve essere riciclata.

Finalmente, quanto vale la tua batteria dopo tutto l’uso? 

Ora, che dire del valore residuo delle batterie? Ce n’è davvero? Il valore residuo, che è il valore stimato del veicolo dopo che è stato stato usato per un certo periodo, è in realtà risulta essere alto.

Il valore residuo della batteria dipende principalmente da due fattori — il prezzo di mercato attuale dei veicoli elettrici e il prezzo delle nuove batterie — e lo stato della batteria usata gioca anche un ruolo chiave. 

La perdita di valore durante il periodo di garanzia dipende principalmente dall’invecchiamento della batteria e dalla capacità residua, ma una volta scade, una maggiore perdita di valore è prevista, afferma lo studio. Quindi, la perdita di valore residuo, come notato dallo studio, è da aspettarsi in ogni fase del ciclo di vita della batteria. 

Tuttavia, alla fine della prima vita, la batteria può ancora avere un valore significativo attraverso un secondo utilizzo, a seconda del costo delle nuove batterie. Tuttavia, una volta che l’EoFL viene raggiunto, la batteria viene testata per la sua idoneità a un’applicazione di seconda vita. 

Anche se una batteria è gravemente invecchiata, ciò non significa una perdita economica totale dopo la prima o seconda vita, ha osservato Aviloo. Questo è dovuto al fatto che materie prime come litio, nichel e rame sono ancora conservati. Questi metalli preziosi, così come altri materiali, possono effettivamente essere recuperati durante il riciclaggio. Possono anche essere utilizzati in nuove batterie e continuare a fornire un beneficio economico. 

Quindi, il valore della batteria usata può essere aumentato mediante il ri-processamento fino a quando la batteria raggiunge un valore minimo che un’azienda di riciclaggio è disposta a pagare, indipendentemente dallo stato della sua salute.

Aziende leader nel settore dei veicoli elettrici

Man mano che i veicoli elettrici guadagnano trazione, i produttori di auto in tutto il mondo stanno spostando la loro attenzione verso i veicoli elettrici. Questo include General Motors (GM ), Lucid Group (LCID ), BMW, Ford (F ), Volkswagen, Volvo, e Rivian Automobile (RIVN ), che stanno tutti contribuendo a questo cambiamento ecologico. Nel frattempo, CATL, LG Energy Solution, Panasonic, QuantumScape (QS ), e Samsung SDI sono fortemente coinvolti nella produzione di batterie per veicoli elettrici. Ora, daremo un’occhiata ai nomi più prominenti in questi settori: 

#1. Tesla

Un produttore leader di veicoli elettrici, Tesla (TSLA ) di Elon Musk è anche noto per la sua tecnologia delle batterie e i sistemi di gestione. Con una capitalizzazione di mercato di $1.069 trilioni, le azioni TSLA sono attualmente quotate a $334.40, in crescita del 33.97% quest’anno. Ha un EPS (TTM) di 3.65 e un P/E (TTM) di 91.27.

L’amministrazione statunitense in arrivo dipinge in realtà un quadro rialzista per le azioni Tesla poiché Musk è stato una figura centrale nel promuovere il ritorno del presidente eletto Donald Trump alla Casa Bianca. Il miliardario della tecnologia è stato recentemente scelto da Trump, insieme all’ex candidato repubblicano alla presidenza Vivek Ramaswamy, per guidare il nuovo Dipartimento di Efficienza Governativa (DOGE).

Per quanto riguarda i suoi dati finanziari, il produttore automobilistico americano ha registrato un utile netto di $2.18 miliardi nel terzo trimestre del 2024, in aumento del 16.2% rispetto all’anno precedente, superando il profitto del suo concorrente cinese BYD, che è aumentato dell’11.5% nello stesso periodo a 11.6 miliardi di yuan ($1.6 bln). I margini di profitto di Tesla, tuttavia, sono stati rafforzati dal reddito dei crediti regolamentari automobilistici, pari a $739 milioni durante il trimestre. Le vendite di Tesla fino ad oggi sono state $71.98 miliardi. Per il trimestre, Tesla ha registrato 462,890 consegne di veicoli, e per il prossimo anno, l’obiettivo dell’azienda è lanciare modelli più accessibili.

2. BYD (BYDDY: OTCPK)

BYD è una importante azienda cinese che produce veicoli elettrici e batterie agli ioni di litio per i propri veicoli e per altri veicoli. Con una capitalizzazione di mercato di $111.79 miliardi, le azioni BYD sono attualmente quotate a $66.68, in crescita del 20.64% quest’anno. Il rendimento da dividendo pagato dall’azienda è dell’1.31%.

Per il terzo trimestre del 2024, ha riportato un fatturato di $28.24 miliardi, in aumento del 24% rispetto all’anno precedente, superando i $25.18 miliardi di fatturato di Tesla segnalati per lo stesso periodo. Le vendite YTD di BYD sono $70.53 miliardi. I solidi numeri dell’azienda sono arrivati nonostante il trend negativo dei veicoli elettrici in Cina. Infatti, il gigante EV ha venduto un record di auto (370,854) ad agosto. Curiosamente, la metà delle vendite di BYD sono auto ibride, che stanno crescendo più velocemente delle auto solo a batteria.

L’azienda, tuttavia, sta affrontando ostacoli in termini di potenziali aumenti tariffari da parte dell’UE, del Canada e persino degli Stati Uniti. Nel frattempo, le ultime segnalazioni suggeriscono che BYD si sta preparando per una guerra dei prezzi intensa e ha chiesto ai fornitori di applicare riduzioni del prezzo del 10% il prossimo anno. Questo arriva mentre l’azienda prevede di superare i 4,2 milioni di veicoli a nuova energia (NEV) in vendite quest’anno, guidata da una catena di approvvigionamento a basso costo, innovazioni tecnologiche e vantaggi di scala.

Conclusione

L’elettromobilità svolge un ruolo fondamentale nella lotta ai cambiamenti climatici riducendo significativamente le emissioni di gas serra. Tuttavia, questa transizione presenta anche diverse sfide, come i costi di produzione elevati e la percezione dei consumatori. Ciò che può aiutare ad accelerare la loro adozione è educare i consumatori sull’elettromobilità e sulla durata delle batterie, poiché la disinformazione può amplificare paure infondate, riducendo l’accettazione sociale e, a sua volta, ostacolando la crescita del mercato dei veicoli elettrici. Fornire dati accurati e trasparenti, come ha fatto questo studio, può aiutare a creare una comprensione realistica, dare potere ai consumatori a prendere decisioni di acquisto informate e costruire fiducia dei consumatori nei veicoli elettrici.

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