Sulla durata - riparabilità - riciclo e Co2 - delle batterie
A) Tesla e altri puntano a pacchi batteria con lunga durata, affidabilità, resistenza agli urti;
per questo non danno più la priorità alla facilità di aprirli e riparare,
i guasti sono resi eventi rari e nel caso sostituiscono il pacco batteria
anche se non rapido, è comunque possibile aprire i pacchi batteria e recuperare i moduli e le celle in buono stato per la
"Second life",
cioè altri 10 o più anni come batterie di storage in impianti fotovoltaici o nei megapack di Tesla o venduti per retrofit di veicoli storici
Questo è
attualmente il pacco batteria più comune delle Tesla, con visibili e recuperabili anche singolarmente le
celle LFP:
Visualizza allegato 250794
Questo è un pacco batteria di Model 3, con piccole
celle cilindriche 2170 ragguppate in grossi moduli:
Visualizza allegato 250795
I moduli nuovi o usati di queste batterie erano e sono ambiti per uso
"second life" (storage energia o retrofit):
Visualizza allegato 250797
Questo è il pacco batteria con
cellette 2170 delle
model 3-Y performance,
qui le singole cellette sono schiumate tra di loro ma
divise in 4 grossi moduli;
in caso di pacco batteria danneggiato, i moduli sani vengono saccheggiati e riusati, prima che riciclati:
Visualizza allegato 250798
Questo un hobbista americano che ha recuperato motore, elettronica e batteria da una tesla rottamata:
Visualizza allegato 250799
Visualizza allegato 250800
Questo è il pacco batteria
"strutturale" di tesla con
celle 4680 schiumate tra di loro e coperchio incollato, non riparabile;
usato
sulle versioni performance in alternativa al pacco batteria 2170 mostrato sopra, mentre il grosso della produzione (SR e LR) sono adesso con LPF (v. sopra prima foto);
nella foto c'e uno spaccato senza la schiuma, che lascia vedere anche le strette serpentine del sistema di riscaldamento/raddreddamento:
Visualizza allegato 250804
Pacchi batteria aperti o ricclati prima del tempo, sono quelli di vetture che abbiano subito
scontri in incidenti stradali di tipo estremo;
qui la foto di un'auto che ha colpito un palo della luce facendo arretrare il gruppo motore contro la batteria:
Visualizza allegato 250805
nonostante l'urto estremo e le batterie con chimica NCA ( non ancora le recenti LPF ), viene descritto come il pacco batteria Tesla non abbia preso fuoco, si sono sciolte alcune cellette andate in cortocircuito perché sciacciate, ma non hanno propagato alle altre, non è stato usato estintore;
qui sotto vediamo lo stesso pacco con cannibalizzati (recuperati per altro uso) i 2 moduli laterali:
Visualizza allegato 250806
Accortezze studiate per rendere i pacchi batteria resistenti agli urti e al tempo, oltre al software di bordo in grado di fare la
diagnostica celle per cella; in questa foto tra il fondo protettivo del paccobatteria e le celle sospese nella struttura sono presenti
alcuni cm di spazio:
Visualizza allegato 250807
altro esempio:
i pacchi batteria in generale hanno un "buffer" di
celle aggiuntive da poter utilizzare a rotazione,
o in sostituzione per compensare se ci fosse il degrado prematuro di qualche cella rispetto alle altre,
come la memoria aggiuntiva nei dispositivi sui SSD dei computer
=======================================================
Durata anni / km
leggendo meglio documentazione Tesla ( i report annuali) e discussioni sui forum
i loro pacchi batteria potrebbero avere aspettitive di vita dell'ordine di ( a spanne):
>> 250.000 - 450.000 km Model S ( chimiche dal 2012 e utilizzo intensivo x 1000cv )
>> 400.000 -550.000 ? km Model 3-Y ( chimiche dal 2020 circa )
>> oltre 700.000 ?? Model 3-Y ( chimiche LPF da fine 2022 su versioni SR e LR)
"potrebbero" perché per ora hanno statistiche a grandi numeri di solo 11 anni (raccolte dai software delle stesse auto)
che mostrano dati consistenti sino a 300.000 km;
Visualizza allegato 250791
in particolare le
batterie LPF ci si aspetta che possano realizzare chilometraggi molto alti, perché hanno un valore minimo di 2500 cicli di ricarica
( 400 km x 2500= !!!!! anche calcolando una quota di degrado sono molti km ); nelle schede tecniche si trovano batterie LFP anche da 4000-6000 cicli; alcune per storage dichiarano (?) 10.000 cicli
Il
gruppo propulsore è progettato per durare 1,6 milioni di km, non so se con intervento intermedio o meno sui cuscinetti;
di sicuro non prima di chilometraggi notevoli, oltre la durata della 1a e magari anche 2a batteria;
in sostanza durerà più dell'auto, infatti al momento i motori da tesla rottamate vengono recuperati per retrofit su altre auto invece che riciclati;
i motori delle Model S sono praticamente gli stessi utilizzati sul camion elettrico Tesla Semi (che di km ne deve poter fare molti) e hanno un dimensionamento notevole degli ingranaggi e dei cuscinetti:
Visualizza allegato 250809
come si diceva, la garanzia del gruppo propulsore (con integrato riduttore/inverter) e della batteria copre:
> model S 240.000 km
> model 3-Y 160.000 il taglio batteria "piccolo"
> model 3-Y 192.000 il taglio batteria "grande"
il costruttore prevede che le batterie e le auto possano funzionare senza grossi problemi sino a 17-22 anni
e fa notare che questi dati superano il chilometraggio e il numero di anni in cui un utente medio (primo o secondo/terzo proprietario) americano o europeo rottamerà l'auto ( all'incirca 300.000-340.000 km in America, 200.000-250.000 in Europa )
e quindi sul report rispondono a domanda precisa dei clienti, che un possessore di model 3-Y non dovrà sostittuire la batteria nel corso di vita dell'auto (salvo chilometraggi eccezzionali)
esempi di utenti con alto chilometraggio che ho letto:
- model S tedesca con 1,5 milioni di km, ha sostituito il pacco batteria 3 volte (gruppi utenti)
- model 3 di un tassista italiano,a 300.000 km, e secondo i dati di diagnostica conta di farne altrettanti (youtube)
Interessante è che la diagnostica dell'auto è in grado di certificare lo stato delle batterie in dettaglio (quelle nel grafico sono le singole celle),
per comunicarlo al costruttore e per dare un riscontro ad un aquirente di una auto usata (es. auto ex flotte noleggio )
Visualizza allegato 250813
Visualizza allegato 250814
======================================
B) altri costruttori eurtopei e americani
avendo meno esperienza, si mantengono più prudenti e parlano genericamente di una durata delle loro batterie di circa 200.000 km sulle batterie di taglio medio-piccolo o 300.000 km su quelle grandi , non ho approndito quanti km coperti da garanzia
Stellantis sulle piattoforme e-CMP ha delle batterie di forma particolare, laboriosa, e dichiara (non so se la cosa si estenda anche alla e-500 con batteria più semplice a skateboard) che in caso di incidente non provano a riparare la batteria (va riciclata oppure qualcuno la disassemba per farne uso Second life) ma piuttosto la sostitusce, anche in caso di urti gravi ma non gravissimi; forse avrà bisogno di qualche anno di rodaggio per affinare la diagnostica e le procedure per evitare di fare anche sostituzioni inutili
Sulle assicurazioni, ho cercato qualcosa, se ho capito correttamente:
le assicurazioni in questa fase nuova stanno "premendo" per avere da parte dei costruttori, in caso di incidente:
- accesso ai software di diagnostica dell'auto e della batteria ( per cercare di non pagare la sostituzione della stessa se non necessaria );
alcuni costruttori per ora hanno risposto "picche", Stellantis ad es. dice per "rispettare la privacy del proprierario" (?)
- sconti sul prezzo "commerciale" del pacco batteria e ricambi sostitutivi
- adottare pacchi batterie in cui la sostituzione di singoli moduli danneggiati sia più semplice
Batterie con accesso più semplice alla sostituzione di singoli moduli sono in effetti adottate da un buon numero di costruttori (es Renault, gruppi teschi, GM- Ford, etc), questa è l'immagine del sistema batteria Ultium utilizzato da GM:
Visualizza allegato 250808
=========================================================
Sul riciclo delle batterie
Si diceva che in Europa il processo di riciclo delle batterie è stato messo a punto abbastanza di recente
Ho visto poi dai report annuali che
Tesla internamente ha già inziato nel 2020; nel 2022 sono arrivati a una resa dichiarata del 95%:
Visualizza allegato 250815
Gia ora migliaia le tonnellate di materiali riciclati internamente all'azienda e reimmessi in nuove batterie:
Visualizza allegato 250816
Il riciclo, per ora legato a esemplari incidentati, crescerà molto quando più vetture arriveranno negli anni alla rottamazione, abbassando il calcolo della C02 per la produzione delle batterie; a questo si aggiunge l'efficentamento dei processi produttivi e anche di raffinazione dei materiali invece provenienti dalle miniere
Tesla as es. oltre ad occuparsi anche dell'estrazione mineraria, vuole processare da sè una parte dei materiali e renderli più sostenibili, che è lo stesso sforzo di ricerca che stanno facendo i costruttori specilizzati in batterie (per abbattere sia l'impatto che il costo):
Visualizza allegato 250819
================================
Quanta Co2 per produrre una batteria?
Nel 2019 parlava di 120 / 500 Kg di Co2 per ogni Kwh di batteria prodotta (es. NCM 523);
una batteria di groosa tagli all'epoca, da
72 kwh ( 170 x 72 = )
comportava ad es. 12 tonnellate di Co2,
servivano più chilometri/anni di utilizzo dell'auto per arrivare al pareggio con un'auto termica
Stime più recenti mostrano progressi rapidi, ad es. 30 - 70 Kg di Co2 per ogni Kwh di batteria prodotta su linee aggiornate
- 60-70 kg di Co2 per Kwh è in linea con la stima dell'ultimo
Report di Tesla: 4 tonnellate di Co2 per una delle loro batterie da 60-72 KWh;
questo implica un punto di pareggio con un'auto termica più rapido rispetto al 2019, es. 25.000 km invece di 75.000 km
- 30 kg per kwh si riferisce forse (?) alle batterie già realizzate interamente con materiali di riciclo, come le batterie di Northvolt in Europa,
e/o forse alle nuove chimiche LFP
Ok.. post fiume.. per mettere più in ordine anche per me un po' di curiosità e appunti vari