ElettroWiki | Perché non conviene caricare mai al 100% durante i viaggi in elettrico?

Vi sarà capitato di sentire che, non converrebbe mai ricaricare fino al 100% una vettura durante un viaggio, ma perché viene sempre detto così? Non sarà forse una bufala, come il consiglio di non ricaricare sotto la pioggia, per non prendere la scossa?

In realtà, la ragione del consiglio, parte da un assunto dipendente dalla chimica delle batterie attualmente disponibili sul mercato. Analizziamo insieme le motivazioni.

https://elettronauti.it/piattaforma-elettrica-iphone-android/

1 - Tempi di ricarica

Il motivo principale per cui sarebbe consigliabile non ricaricare fino al 100% la batteria durante un viaggio, è di carattere pratico. Su percorrenze particolarmente lunghe, con vetture dotate di pacchi batteria di dimensioni non eccessive, sarà inevitabile fermarsi per la ricarica, qualche volta in più, rispetto ad un viaggio con un'auto termica, in particolare su tratte autostradali, in cui la velocità media è elevata, con un incidenza maggiore sui consumi di un'elettrica, rispetto ad una vettura alimentata a carburanti fossili.

Un secondo motivo è la curva di ricarica, di cui trattiamo in dettaglio di seguito, ma che anticipiamo, raggiunta una carica dell'80% presso una Colonnina FAST come quelle presenti su quasi tutte le nostre autostrade, precipita allungando a dismisura i tempi.

Tra ricariche in Autogrill e velocità medie a 130 km/h il nostro Matteo Valenza con la sua "Sfida dei 1.000 km" continua a testare vetture elettriche di tutte le tipologie. Trovate tutti i risultati in questo articolo e sul canale YouTube di Matteo Valenza.

Leggi ancheLa sfida dei 1.000 km | Tutti i risultati dei nostri test autostradali a 130 km/h

Tenuto conto delle prime due motivazioni, diremmo: "perché perdere più tempo del dovuto?"

Ottimizzare i viaggi è possibile, contrariamente a quanto affermano i detrattori del viaggiare in elettrico ed è un rammarico constatare che le persone che lo affermano, ignorino totalmente le possibilità offerte dalle applicazioni disponibili per tutti, sia utilizzatori di iPhone che di smartPhone Android, senza problemi di Marca e Modello del veicolo e senza dover fare riferimento all'avanzato sistema di gestione viaggi implementato nelle vetture Tesla.

Tesla ha da sempre risolto il problema delle ricariche in viaggio con il navigatore inserito nel suo sistema operativo di gestione del veicolo che si occupa, data una destinazione ed indicando il numero di soste desiderate, di creare il percorso, tenerne traccia in viaggio e segnalare quando effettuare le deviazioni dal percorso per raggiungere le stazioni di ricarica programmate in partenza. Il programma integrato in Tesla è basato su un'applicazione che si chiama A Better Route Planner ed è possibile testarlo gratuitamente seguendo il link che abbiamo evidenziato nel nome.

Tralasciando di addentrarci in tutti i molteplici vantaggi offerti dalle vetture di Musk nella gestione ricariche, quello che ci preme è segnalare che la stessa applicazione, con il nome di ABRP è disponibile per qualsiasi Marca e Modello di vettura elettrica, sia sulla piattaforma Apple che su Google Play. Da rimarcare che la pianificazione dei viaggi può avvenire con la stessa facilità e scelta di opzioni, presenti nella versione per Tesla. Altra caratteristica molto interessante è anche la piena compatibilità con Apple CarPlay e con Android Auto, il che permette la gestione, direttamente sullo schermo di entertaiment della propria vettura.

Un esempio, se volessimo andare da Milano a Napoli in Tesla Model 3 (2024) avremmo questi risultati, in base alle seguenti impostazioni di batteria:

Partenza 100% e arrivo al 50% per entrambi gli itinerari.
Ricariche da 0% a 100% e meno frequenti nel caso di sinistra. 2 ricariche per 1h 12m.
Ricariche da 10% a 80% e più frequenti nel caso di destra. 5 ricariche per 51m.

Come evidente nell'esempio che abbiamo indicato, è conveniente effettuare più soste di ricarica dal 10 all'80 che non soste più prolungate per ripartire sempre con il 100%. Quindi, il tempo totale di viaggio aumenta al diminuire delle soste.

Ma come si spiega il risultato che abbiamo ottenuto nella simulazione?

Il motivo, come detto all'inizio ha a che fare con il funzionamento delle batterie ora disponibili sul mercato. E a scanso di equivoci, è possibile che il funzionamento che ora andremo a descrivere, rimarrà lo stesso anche negli anni a seguire. Anche se non è da escludere che il futuro, anche prossimo, ci regalerà batterie con tempi di ricarica ridotti rispetto al presente. Ma non si può battere la fisica.

La fisica ci dice che la ricarica di una batteria non è mai lineare, almeno non per tutta la ricarica. Vi abbiamo già accennato alla curva di ricarica, giusto? Eccola spiegata in un grafico che ci mostra sulla linea delle ascisse la percentuale di batteria e su quella delle ordinate la velocità di ricarica (la potenza in kW), che è appunto, una curva. Ma in realtà i grafici indicati sono molto diversi, quindi analizziamoli.

Qui di fianco vediamo due grafici tipo. Nel primo caso (a sinistra) abbiamo una curva di ricarica più lineare di una batteria collegata ad una colonnina AC (Corrente Alternata), quindi in ricarica lenta. Nel secondo caso invece abbiamo una accentuata curva con picchi e ricaduta, tipica di una ricarica veloce in DC (Corrente Continua).

In AC:

Gli unici momenti in cui la potenza di ricarica sono sotto la linea dritta sono l'inizio della ricarica a circa 0% e la fine della ricarica a circa 100%

Questo succede perché alte potenza in prossimità di 0% e 100% degradano di più la batteria. Ma questo particolare lo vedremo più tardi. Si potrebbe quindi quasi affermare che la ricarica lenta sia una ricarica lineare con corrente costante al massimo che può ricevere l'auto o che può erogare la colonnina. In genere si parla di potenza comprese tra i 5,6 kW e i 22 kW, con una prevalenza di vetture con ricarica a 11 kW.

In DC:

Notiamo una rapida e ripida impennata della potenza di ricarica nel tratto che porta tra lo 0% ed il 10-15%.

Successivamente avviene una stabilizzazione della carica ad alte potenze che può essere più o meno duratura, ed è influenzata da diversi fattori, quali:

• Temperature esterne al veicolo: elettronica della colonnina di ricarica, spina di ricarica.
• Temperature interne al veicolo: batteria surriscaldata, batteria a temperature troppo basse.
• Chimica della batteria. Alcune batterie reggono alte velocità di ricarica per più tempo di altre.
• Più vetture collegate alla stessa colonnina. Alcune colonnine o cluster di colonnine hanno un massimo di kW erogabili totali. Spieghiamo questa cosa nell'articolo sui Supercharger e la loro evoluzione.

Infine abbiamo un momento in cui la potenza di ricarica inizia a calare fino ad arrestarsi. Questa fase in genere avviene a partire dal 50% per alcuni modelli di vetture e batterie, mentre per altri succede un po' più avanti.

L'unica cosa certa è che la ricarica nella prima fase della curva è molto più veloce che nella seconda.

https://elettronauti.it/tesla-supercharger-tariffe-aggiornate/

Nella realtà:

Come detto però la realtà è un po' diversa dai casi tipo...

Normalmente abbiamo vetture che più che una curva di ricarica hanno una "saetta" come grafico. I picchi negativi sono spesso dati da temperature troppo alte che portano alla repentina diminuzione di potenza. Ma in linea di massima se tirassimo una linea curva vedremmo un curva con più o meno la stessa andatura di quella sopra descritta.

Ad ogni modo, visionati anche questi grafici reali, non si fatica a capire come mai viene sconsigliato di scaricare la vettura completamente e parallelamente non viene mai indicato il tempo necessario ad una ricarica completa in corrente continua. Per convenzione si indica come tempi di ricarica veloce quelli intercorsi tra il 10% e l'80%.

2 - Degrado della batteria

L'altro motivo per cui normalmente non è raccomandabile né portare e lasciare la batteria a 0%, né al 100% è di tipo chimico.

È infatti risaputo che le batterie al litio non dovrebbero mai essere lasciate per lunghi periodi di tempo completamente cariche o completamente scariche. Durante questi momenti, proprio a livello microscopico e chimico, la batteria tende a deteriorarsi molto velocemente. Questo accade, in maniera molto minore, anche quando la batteria viene portata verso lo 0% e verso il 100%. Motivo per cui si sconsiglia di portare troppo spesso la batteria intorno allo 0% o al 100%, se non per motivi di emergenza o per un viaggio imminente.

In questi casi avviene quello che viene chiamata "cristallizzazione". A livello microscopico, ciò di cui è composta la cella agli ioni di litio si "pietrifica" prima e poi si rompono i legami chimici.

Durante la prima fase, nel caso di una batteria allo 0% gli ioni di litio non si muovono perchè non hanno nulla su cui muoversi, mentre nel caso di una batteria carica al 100% non riescono a muoversi perchè non ci sono "appigli" liberi. Per spiegare il tutto figurativamente, è come se gli elettroni fossero persone. Se tutte le persone per rimanere attive e in buona salute dovrebbero continuare a saltare da un lato all'altro di un fosso c'è bisogno di spazio dalla parte opposta. Nel caso in cui la batteria è scarica è come se poche persone cercassero di saltare un fosso troppo distante, mentre in quello in cui la batteria è piena è come se entrambi i lati del fosso fossero pieni di persone. In entrambi i casi non avviene un movimento.

Nella seconda fase invece, se non ci sono continui spostamenti di elettroni all'interno della batteria, alcuni legami chimici si rompono. Di conseguenza si perde capacità della batteria non tanto per eccessiva usura, ma al contrario per "non usura".

Esistono però chimiche che sono più o meno afflitte da queste problematiche.

Chimica LMO

La chimica LMO era usata nelle prime vetture elettriche o ibride. LMO significa Li-ion Mangenese Oxyde e identifica una batteria agli Ioni di Litio e Ossido di Manganese. Univa bassi costi per i costruttori e pessime performance. Usate più per screditare una possibile auto elettrica che per altro. Ora non si usano più. Per fortuna.

Chimica NCA

Le batterie agli Ioni di Litio con Nickel, Cobalto e Alluminio venivano usate già più di 10 anni fa da Tesla mentre altri montavano le LMO, e garantivano già una buona vita media e ottime performance di carica e scarica.

Chimica NMC

Chiamate spesso anche NCM, le batterie Nickel Manganese e Cobalto sono forse le più diffuse. Garantiscono un'ottima densità energetica e ottime performance. Contengono però anche due minerali molto discussi per le zone da cui sono estratti. Parliamo del Cobalto estratto in Congo e del Nickel, su cui il programma Report ha fatto una pessima inchiesta di disinformazione riguardo le auto elettriche lo scorso anno.

Chimica LFP

Le batterie Litio Ferro Fosfato sono la nuova frontiera delle batterie per auto elettriche. Ancora poco proposte dai costruttori tradizionali, offrono un basso costo costruttivo ed una vita utile molto elevata.

Di contro hanno delle performance leggermente inferiori e una densità energetica leggermente più bassa delle più comuni NMC. Sono però queste batterie quelle a cui volevamo arrivare. Infatti ad oggi solo le batterie LFP garantiscono un valido approdo di massa alla mobilità elettrica. Vuoi perchè non contengono minerali discussi come Nickel, Manganese e Cobalto. Vuoi perchè hanno bassi costi produttivi. Vuoi perchè sono le uniche a permettere una carica costante del veicolo elettrico fino al 100% della batteria disponibile in maniera incondizionata ogni giorno ed ad ogni ricarica senza metterne a repentaglio la capacità massima nel tempo. Il che significa proprio azzerare, o quasi, il degrado di cui abbiamo parlato poc'anzi.

Attualmente questo tipo di batterie è montato sulle vetture entry level di Tesla (Model 3 e Y), Ford (Mustang), MG (MG4) e tutte le vetture elettriche BYD o che montano le BYD Blade Battery.

Il nostro consiglio

Appurato che non conviene mai caricare al 100% una vettura durante il viaggio per le enormi perdite di tempo durante le soste. Il vantaggio è infatti nullo. Conviene sempre caricare fino al 70-80% per minimizzare i tempi di ricarica facendo magari una sosta in più, ma arrivando a destinazione in meno tempo.

Le ricariche per tempi maggiori conviene invece concentrarle con soste forzate, come ad esempio un pranzo od una cena in un'area di servizio durante un viaggio, o durante l'ora della spesa.