Accelerare oppure no sulla ricarica bi-direzionale V2G?

Secondo i test condotti da ricercatori dell’università delle Hawaii questa tecnologia fa soffrire le batterie cilindriche Panasonic

Uno dei più stimati guru della tecnologia delle batterie, il chief technology officer di Tesla JB Straubel ancora lo scorso anno mostrava scetticismo sulle possibilità del V2G. Ovvero la soluzione che prevede di usare i veicoli elettrici per una ricarica bidirezionale: oltre che convenzionalmente dalla rete all’auto, anche da questa alla rete. In questo modo sfruttando la capacità di stoccaggio dei sempre più numerosi veicoli elettrici per equilibrare la rete.

Aveva le sue ragioni per dubitare del V2G? “Sapete”, spiegava Straubel, “gli stress aggiuntivi e l’usura sulla batteria del vostro veicolo, hanno un costo abbastanza alto, e molte persone e piccole aziende che guardano a quello oggi, beh, non mettono del tutto in conto il costo di quell’usura”.

Uno studio di ricercatori dell’università delle Hawaii a Manoa pubblicato dal Journal of Power Sources sembra confermare ora quei timori del manager di Tesla. L’uso della ricarica bidirezionale è parso avere un effetto deleterio sulle batterie messe alla prova: accorciando la loro vita fino a meno di cinque anni nei casi più estremi.

Di tecnologia V2G si sta parlando sempre più spesso e la nostra utility ENEL è stata di recente impegnata in progetti-pilota a Madrid, in Inghilterra, a Genova, spesso in partnership con Nissan. In Francia il gruppo PSA di recente è partito col progetto GridMotion che vede ugualmente in gioco ENEL come partner.

Hanno scritto i ricercatori, Matthieu Dubarry, Arnaud Devie e Katherine Mackenzie: “il potenziale dell’utilizzo della capacità delle batterie dei veicoli elettrici per lo stoccaggio in rete è stato oggetto di molte discussioni negli anni recenti, ma  pochi studi hanno testato l’impatto sull’usura delle batterie dei veicoli. La maggior parte dei lavori sulle batterie pubblicati finora si incentrava sulla modellizzazione. Sebbene alcuni studi siano molto validi, i modelli sfortunatamente non rappresentano un realistico deterioramento della batteria”.

Quello che è stato fatto quindi, è stato sottoporre in laboratorio a cicli di carica e scarica le batterie cilindriche Panasonic 18650, non identiche ma simili e con la stessa chimica (NCA) di quelle inserite finora nei moduli delle Tesla Model S ed X. Oltre ad effettuare cicli di carica e scarica i ricercatori hanno anche variato calendario (uno o due al giorno) e tipi di colonnine impiegate: Livello 2 (domestiche) o veloci.

Il risultato è stato che due cicli di ricarica bidirezionale giornalieri conducevano ad un aumento della perdita di capacità della batteria del 75% e della sua resistenza del 10%, mentre un ciclo al giorno si è tradotto in perdita di capacità del 33% ed aumento della resistenza del 5%.

I ricercatori sottolineano che il risultato ottenuto va considerato valido solo per il tipo messo alla prova: ovvero le batterie cilindriche Panasonic 18650 destinate a grande diffusione commerciale, e che proprio per questo sono state scelte per il test.

La domanda da porci potrebbe essere quindi se la soluzione della ricarica bidirezionale prevista dall’architettura V2G non rischi di accorciare la vita delle celle delle auto elettriche proprio mentre sta crescendo un ottimismo generale sulle possibilità di allungare la durata della vita delle batterie.

Proprio Tesla (che sulle auto passerà presto dal tipo 18650 a quello 2170, ancora in collaborazione con Panasonic) sta lavorando al raddoppio della durata delle batterie. Di recente il “mago” canadese delle batterie, il professor Jeff Dahn della Dalhousie University ha rivelato di essere arrivato a questo traguardo in anticipo sulla tabella di marcia prevista.

Per ora, va precisato, il brillante scienziato canadese ha ottenuto i sorprendenti risultati lavorano sulle batterie con catodo NMC che Tesla impiega per stoccaggio domestico ed aziendale: quindi quelle presenti nei Powerwall e Powerbox, che sono già in produzione nella Gigafactory del Nevada.

Il professor Dahn è peraltro intenzionato a passare ora a replicare i suoi risultati anche sulla chimica NCA che è quella delle batterie cilindriche Panasonic usate nelle auto di Elon Musk. E nel paper delle Hawaii. È possibile quindi che in futuro anche in Tesla decidano che le proprie batterie per le auto possano diventare adatte alla piattaforma V2G.

La tecnologia V2G, che deve molto a studi sviluppatisi presso l’università del Delaware e trasformatisi poi in realtà con lo spinoff Nuvve, ha avuto qualche iniziale difficoltà ad imporsi. Due marchi che da tempo paiono invece crederci sono proprio ENEL e Nissan: entrambe presenti nei primi esperimenti sia in Danimarca sia in Spagna.

Riguardo alle Leaf impiegate per i progetti-pilota non si sono avute notizie di problemi alle batterie. Si tratta però di celle e tipi molto diversi dalle 18650: batterie laminate giapponesi. Anche un altro progetto-pilota, condotto in passato presso l’università di California a San Diego, collegava alla micro-grid dell’ateneo Nissan ed Honda: quindi auto non equipaggiate con batterie cilindriche Panasonic.

E i francesi di PSA? Nemmeno le Citroen C-Zero e Peugeot iOn che faranno parte del nuovo programma hanno batterie cilindriche: usano celle prismatiche giapponesi. Insomma anche il progetto appena partito GridMotion che metterà alla prova una quindicina di questi modelli sulla ricarica bi-direzionale sembra poter lasciar dormire sonni tranquilli a privati ed aziende che volontariamente partecipano al programma in Francia.

La relativa tranquillità di cui sembrano poter godere i proprietari di Nissan Leaf o Citroen C-Zero che saranno caricate bi-direzionalmente, per la verità fa anche riflettere sul fatto che sia stata tutto sommato una strada solitaria quella delle batterie cilindriche scelte da Tesla. Per la verità ora assistiamo a qualche altro imitatore, come Lucid Motors insieme alla coreana Samsung SDI per le batterie della prossima Air.

Quello che sembra chiaro è che più studi indipendenti incentrati sulla sperimentazione sul campo dell’usura alle batterie sottoposte a ricarica bidirezionale sarebbero graditi ed utili. Proprio quello che uno dei ricercatori dello studio, Matthieu Dubarry ha gentilmente spiegato ad Auto21: “quello che volevamo fare è attirare attenzione su questi temi e motivare persone a ripetere lo studio con altre batterie. Sperabilmente avremo più studi con dati e risultati aperti al pubblico come questo in futuro”.

“Stiamo attualmente cercando di assicurarci il supporto necessario a ripetere lo studio con altre chimiche, incluso le NMC e quelle composite NMC/LMO in modo da avere una miglior visuale dell’intero mercato occidentale dei veicoli elettrici“.


Credito foto di apertura: ufficio stampa Nissan Italia