kW e kWh nelle auto elettriche: la differenza senza equivoci

kW e kWh vengono spesso confusi, ma descrivono due aspetti profondamente diversi di un’auto elettrica. Il kilowatt misura la potenza, cioè quanto rapidamente può essere compiuto un lavoro. Il kilowattora indica invece una quantità di energia: nel caso di una batteria, quanta ne può essere immagazzinata e resa disponibile per muovere il veicolo.

Energia e potenza non sono la stessa cosa

Una salita lunga un chilometro e con 100 metri di dislivello permette di visualizzare la differenza. Due automobili che dispongono di energia sufficiente possono entrambe arrivare in cima. La quantità di energia necessaria per completare il percorso rappresenta il lavoro da svolgere; la potenza determina invece quanto velocemente ciascuna auto può portarlo a termine.

Nel confronto proposto tra Tesla Model 3 Performance e Volkswagen e-Up!, la prima dispone di 513 CV e la seconda di 110 CV. Entrambe possono affrontare la stessa salita, a condizione di avere energia sufficiente nella batteria, ma la maggiore potenza permette alla Tesla di completare il lavoro più rapidamente. La capacità energetica e la prestazione istantanea, quindi, non vanno sovrapposte.

L’unità di misura della potenza è il watt: 1.000 W corrispondono a 1 kW. L’energia può essere espressa in joule, mentre nel settore elettrico e automobilistico viene utilizzato comunemente il wattora o il suo multiplo, il kilowattora: 1.000 Wh equivalgono a 1 kWh. Quest’ultima unità lega una determinata potenza al tempo durante il quale viene impiegata.

La mela che rende visibili watt e joule

Per rendere concrete grandezze altrimenti astratte si può usare una mela il cui peso corrisponde a circa un newton. Sollevandola di un metro si immagazzina approssimativamente un joule di energia potenziale. Se questo lavoro viene compiuto in un secondo, la potenza impiegata è pari a un watt, perché 1 W corrisponde a 1 J al secondo.

La stessa analogia aiuta a comprendere la scala energetica delle batterie. Un wattora equivale a 3.600 joule, perché in un’ora ci sono 3.600 secondi. Di conseguenza, per rappresentare un solo Wh servirebbe l’energia associata a 3.600 mele da un newton sollevate di un metro. Il paragone non descrive la struttura fisica di una batteria, ma rende intuitiva la quantità di energia concentrata in uno spazio relativamente ridotto.

Capacità e consumi di Model 3 ed e-Up!

La Tesla Model 3 Performance presa come riferimento aveva inizialmente una batteria da circa 77-78 kWh. Dopo circa 260.000 km, la capacità rimanente indicata è di 65,1 kWh. La Volkswagen e-Up! partiva invece da 37 kWh e dispone oggi di poco meno di 30 kWh, con una stima utilizzata nei calcoli pari a circa 29,5 kWh.

Convertendo queste quantità, i 65,1 kWh della Model 3 corrispondono a circa 235 MJ, ossia all’energia potenziale rappresentata da 235 milioni di mele sollevate di un metro. Per la e-Up!, 29,5 kWh equivalgono a circa 106 MJ. Sono numeri che mostrano quanta energia venga conservata anche in un pacco batteria di capacità relativamente contenuta.

La Volkswagen e-Up! considerata consuma mediamente 9,8-9,9 kWh ogni 100 km, valore arrotondabile a 10 kWh/100 km. Significa utilizzare circa 100 Wh per percorrere un chilometro. Applicando ancora l’analogia, sono 360.000 joule, rappresentabili come 360.000 mele da un newton sollevate di un metro per ogni chilometro percorso.

Celle cilindriche e celle a sacchetto

La capacità complessiva di una batteria nasce dall’assemblaggio di molte celle. L’esemplare di Tesla Model 3 descritto utilizza celle cilindriche 2170 sviluppate da LG e Panasonic, in un numero indicativo compreso tra 4.400 e 4.500. La sigla richiama le dimensioni della cella, pari a circa 2,1 centimetri di diametro e 7 centimetri di altezza. Le celle 18650 associate alla Tesla Model S misurano invece circa 1,8 centimetri per 6,5.

Alcune celle cilindriche utilizzate per la dimostrazione hanno una capacità di circa 17-18 Wh ciascuna. Quattro elementi assemblati raggiungono quindi, in modo approssimativo, 70-80 Wh: una quantità vicina all’energia richiesta dalla e-Up! per percorrere un chilometro secondo il consumo medio indicato.

Accanto alle celle cilindriche esistono quelle a sacchetto, una tipologia associata nell’esempio alla Volkswagen e-Up! e utilizzata anche su Kia EV9 e Porsche Taycan. Il loro involucro è differente e può espandersi o contrarsi lievemente in funzione della temperatura e dello stress. Il piccolo elemento mostrato come esempio non è destinato all’impiego automobilistico e ha una capacità di 3,7 Wh.

La distinzione fondamentale resta quindi semplice: i kW dicono con quale rapidità un sistema può erogare o assorbire energia, mentre i kWh quantificano l’energia disponibile o consumata. Confondere le due unità significa mescolare prestazione e capacità, rendendo meno chiari tanto i dati di un’auto quanto quelli relativi alla ricarica e ai consumi.

Una domanda per voi

Nella scelta di un’auto elettrica, pesa di più la potenza disponibile o la quantità di energia che la batteria può immagazzinare?

Nota sulla redazione

Questo articolo è stato generato con il supporto dell'intelligenza artificiale a partire dalla trascrizione del video originale, riorganizzandone i contenuti in forma editoriale. Le informazioni riportate derivano da quanto espresso nel video.