Robotaxi, l’ipotesi di batterie su misura per l’uso intensivo

Le batterie dei robotaxi potrebbero essere progettate in funzione di un impiego molto diverso da quello delle auto elettriche private. Alternando guida, ricarica e nuovo servizio per molte ore consecutive, questi veicoli sottoporrebbero le celle a più cicli, maggiore energia movimentata e un più intenso stress termico ed elettrochimico.

Secondo Moshiel Biton, CEO di Addionics, azienda specializzata nelle tecnologie per gli elettrodi, non sarebbe necessariamente indispensabile introdurre una nuova chimica. Il cambiamento principale riguarderebbe invece l’architettura della cella, da adattare allo specifico ciclo di utilizzo.

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La ricarica rapida deve diventare ripetibile

Per Biton, la sfida non consiste nell’ottenere una sola ricarica rapida, ma nel riuscire a ripeterla senza compromettere il funzionamento della batteria. Se gli ioni non si muovono abbastanza velocemente all’interno della cella, aumentano resistenza e calore e può verificarsi il lithium plating, un fenomeno che accelera il degrado.

Nei test pubblicati da Addionics, alcune celle hanno raggiunto il 25% di carica in cinque minuti e completato la ricarica in poco più di 25 minuti. Le celle di riferimento hanno invece richiesto poco meno di 40 minuti. Stando ai risultati comunicati dall’azienda, le celle hanno anche conservato meglio la capacità durante ricariche rapide ripetute. Questi dati provengono dai test di Addionics e non risultano verificati in modo indipendente dalle informazioni disponibili.

Una batteria capace di recuperare rapidamente l’energia necessaria potrebbe consentire di valutare anche pacchi più piccoli. Biton non indica tuttavia la capacità maggiore o minore come soluzione assoluta: l’obiettivo dichiarato è trovare il dimensionamento che offra alla flotta il migliore equilibrio con il minor numero di compromessi.

Ridurre il calore all’interno della cella

Il controllo termico rappresenta un altro elemento centrale. Secondo Biton, la strategia più efficiente sarebbe limitare la generazione di calore direttamente nella cella, prima di affidare al sistema di raffreddamento il compito di eliminarlo. Una minore produzione di calore potrebbe richiedere meno energia per il raffreddamento e lasciare più tempo al veicolo per il servizio.

Chimiche come LFP e NMC, insieme agli anodi contenenti silicio, potrebbero continuare a essere utilizzate. L’intervento riguarderebbe soprattutto la struttura interna, ottimizzata per carichi elevati, trasporto degli ioni, distribuzione della corrente e durata.

Tra le soluzioni citate figurano strutture porose tridimensionali negli elettrodi. Secondo Biton, questa configurazione potrebbe favorire il movimento degli ioni e rendere più stabile il funzionamento della cella durante cicli ripetuti.

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Durata e dimensionamento del pacco

Addionics riferisce di aver misurato miglioramenti della durata dei cicli fino al 50%, con risultati variabili in base alla cella. Anche in questo caso si tratta di dati pubblicati dall’azienda, che le informazioni disponibili non consentono di confrontare con verifiche esterne.

Biton propone inoltre un modello semplificato per valutare gli effetti economici del dimensionamento: una riduzione del 29% della capacità necessaria potrebbe valere circa 5.000 dollari per veicolo, equivalenti a circa 5 milioni di dollari su una flotta di 1.000 mezzi. La stima non rappresenta un risparmio diretto già dimostrato né un beneficio attribuito alla maggiore durata, ma un esempio riferito alla riduzione della capacità del pacco.

Nella prospettiva indicata da Biton per i prossimi cinque-dieci anni, l’evoluzione potrebbe quindi andare oltre la scelta della chimica. L’ipotesi è il progressivo superamento della batteria universale in favore di celle ottimizzate per specifici cicli di utilizzo. Robotaxi, robot umanoidi, droni e sistemi autonomi presentano infatti esigenze differenti: da qui la previsione di un passaggio verso batterie progettate su misura per il lavoro richiesto.

Una domanda per voi

Quale equilibrio tra capacità, velocità di ricarica e durata dovrebbe guidare la progettazione delle batterie per i robotaxi?

Nota sulla redazione: questo articolo è stato realizzato con il supporto di EVA AI.