Nel centro Renault di Lardy, dove nascono batterie, chimica e software

Il centro di ricerca e sviluppo Renault di Lardy concentra attività che vanno dallo studio delle chimiche all'assemblaggio sperimentale delle celle, fino alla validazione di pacchi batteria, motori e software. È qui che prestazioni, durata e sicurezza vengono messe alla prova prima di arrivare sulle auto, attraverso cicli continui e condizioni ambientali controllate.

Il ruolo della ricerca chimica è anche economico. Secondo quanto emerso durante la visita, la batteria rappresenta tra il 30 e il 40% del costo di un'auto elettrica, mentre circa tre quarti del costo della batteria dipendono dalla chimica. Ridurre il prezzo dei materiali e migliorarne l'impiego diventa quindi essenziale soprattutto sulle vetture compatte, dove una batteria più piccola continua comunque a incidere in modo rilevante sul costo complessivo.

Dalla chimica della cella al pacco batteria

La preparazione dei materiali destinati ad anodo e catodo richiede ambienti rigorosamente controllati. In una delle aree dedicate l'umidità viene mantenuta all'1%, perché i componenti utilizzati sono particolarmente sensibili all'acqua e ad altri fattori ambientali. L'accesso richiede quindi indumenti protettivi, mentre il processo viene svolto con apparecchiature specifiche per l'assemblaggio sperimentale.

La densità energetica non dipende soltanto dalla composizione della cella. Conta anche il modo in cui le celle vengono integrate nel pacco, perché ridurre gli spazi inutilizzati permette di ottenere batterie più compatte. Nei pacchi mostrati per Renault 5 e per la nuova Twingo vengono impiegate celle prismatiche, una soluzione scelta proprio per ottimizzare l'ingombro. Nel centro è presente anche un modulo della Renault Scenic, insieme a componenti appartenenti a differenti generazioni di veicoli elettrici del gruppo.

Temperature, pressione e cicli continui

Le verifiche vengono condotte sia sulle singole celle sia sui pacchi completi. Le camere di prova possono riprodurre temperature comprese tra -20 e +50 °C e sono collegate a sistemi con potenze superiori a 300 kW, utilizzati per caricare e scaricare ripetutamente le batterie. Sensori di temperatura, pressione e altri strumenti raccolgono i dati necessari a individuare anomalie e limiti di funzionamento.

Modificando la pressione dell'aria è possibile simulare l'impiego di un veicolo fino a 3.000 metri di altitudine. L'obiettivo non è soltanto verificare la resistenza dei componenti attuali, ma anticipare problemi che potrebbero emergere con batterie e architetture future. Il centro è controllato anche da remoto e le attività sperimentali possono proseguire senza interruzione, 24 ore su 24 e sette giorni su sette.

La validazione coinvolge inoltre motore, inverter ed elettronica di potenza, perché il comportamento della batteria non può essere separato dal resto della catena di trazione. I motori vengono sottoposti a temperature alte e basse, carichi prolungati e regimi che possono raggiungere i 20.000 giri per periodi estesi. Renault li garantisce per 300.000 chilometri, mentre i test servono a verificare la tenuta dei componenti anche nelle condizioni più impegnative.

LMNO come ponte tra LFP e NMC

Una parte centrale della ricerca riguarda il passaggio dalle attuali chimiche LFP e NMC a nuove formulazioni. Le batterie allo stato solido restano una prospettiva complessa: solidificare l'elettrolita richiede pressioni molto elevate e trasferire questo processo su una produzione industriale veloce non è semplice. Per questo, nel breve periodo, tali celle vengono considerate più adatte alle applicazioni disposte a pagare per peso ridotto, miniaturizzazione ed elevata densità energetica.

La soluzione indicata come più concreta è la chimica LMNO, basata su litio, manganese e nichel e priva di cobalto. È presentata come un possibile ponte tra LFP e NMC: punta a una densità energetica superiore a quella delle NMC, associandola a caratteristiche di sicurezza vicine alle LFP. Tra gli obiettivi citati figurano il controllo della temperatura e l'assenza di fuga termica anche in caso di perforazione della cella.

La LMNO dovrebbe essere pronta probabilmente entro il 2028. Oltre a ridurre sensibilmente il costo della chimica, diminuirebbe la dipendenza da metalli provenienti dalla Cina: gli altri elementi necessari, secondo quanto illustrato a Lardy, sono ampiamente disponibili anche in Europa. Il traguardo complessivo dichiarato è dimezzare almeno il costo delle batterie nell'arco di circa tre anni, intervenendo su chimica, lavorazione, trasporto e approvvigionamento dei materiali.

Il software trasforma il motore in esperienza di guida

Il lavoro non termina con la realizzazione dell'hardware. Sulla pista del centro vengono sviluppate le mappature che definiscono risposta dell'acceleratore, intensità della spinta e recupero di energia in rilascio. Durante una prova con la calibrazione iniziale di un prototipo, il passaggio tra accelerazione e rilascio ha prodotto oscillazioni marcate, rendendo il comportamento della vettura poco fluido.

La correzione avviene applicando via software un'oscillazione contraria, secondo un principio paragonabile alla cancellazione attiva del rumore nelle cuffie. Il risultato ricercato è una risposta continua e prevedibile, priva degli strattoni percepiti nella configurazione grezza. È un esempio concreto di quanto la qualità di guida di un'elettrica dipenda dalla calibrazione elettronica oltre che dalle caratteristiche fisiche del motore.

A Lardy vengono infine sperimentate funzioni Vehicle-to-Grid. A differenza del Vehicle-to-Load, che alimenta direttamente dispositivi esterni, il V2G utilizza la batteria di trazione come sistema di accumulo al servizio della rete. In Francia questa soluzione è già utilizzata: durante i picchi di domanda la rete può prelevare una parte dell'energia dalle auto collegate, riconoscendo ai clienti Renault un ritorno economico. Batteria, software e infrastruttura diventano così elementi di un unico sistema energetico.

Una domanda per voi

La chimica LMNO può rappresentare un'alternativa più concreta allo stato solido per ridurre in tempi brevi costi e dipendenza dai materiali critici?

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.