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La costante ricerca di nuove soluzioni per aumentare l’autonomia delle moderne auto elettriche va oltre lo sviluppo di inedite tecnologie per gli accumulatori. Ed è proprio su questo punto che il mercato si divide. Da una parte chi continua a puntare sullo sviluppo delle attuali batterie, dall’altro, chi invece sostiene un approccio completamente diverso, quello del battery swap.

Di cosa si tratta

Più che di una vera e propria tecnologia, si tratta di un diverso approccio alla mobilità elettrica. Di fatto, il pacco batterie resta quello di sempre ma, una volta scarico, non ci si deve preoccupare di cercare una colonnina per ricaricare l’auto. Basta recarsi in apposite stazioni di servizio e sostituire direttamente la batteria con una carica. Un’operazione semplice (su modelli appositamente pensati per il battery swap ovviamente) che richiede soltanto pochi minuti.

I vantaggi

Secondo chi su questa soluzione ci ha puntato già da tempo, il battery swap può rappresentare un approccio concreto alla mobilità a zero emissioni. Da un lato, infatti, ci si libera dal problema di dover cercare una colonnina libera e, soprattutto, delle lunghe soste legate alla ricarica. Ma non è tutto. Sostituendo la batteria una volta scarica, infatti, si evita di sovraccaricare la rete elettrica negli orari di punta, ovvero quando la maggior parte degli automobilisti “alla spina” sono fermi per ricaricare. Un vantaggio porterebbe quindi allo snellimento dell’infrastruttura di ricarica, con relativi un importante contenimento dei costi.

Gli svantaggi

Ma non sono tutte rose e fiori. Sono molte le aziende che hanno subito preso le distanze da questa soluzione, tra le quali spicca sicuramente Tesla. Il brand americano sostiene che quella del battery swap non possa essere una strada percorribile per rendere la mobilità a zero emissioni davvero fruibile. Il motivo è di natura tecnologica. Negli ultimi anni, infatti, le tecnologie legate alle moderne batterie sono cresciute in maniera esponenziale. Oggi una batteria è in grado di garantire un’efficienza in termini di prestazioni e di autonomia molto elevati, a fronte di dimensioni sempre più contenute. Inoltre, con la prospettiva di passare presto allo stato solido, ecco che il concetto di “ansia da autonomia” potrebbe sparire. Inoltre, per far si che questo sistema funzioni occorre che venga stabilito uno standard che uniformi le batterie realizzate da tutti i produttori. Solo in questo modo può essere ipotizzabile la realizzazione di una rete di strutture per il battery swap, perché solo così le batterie delle auto sarebbero tutte uguali e facilmente sostituibili, indipendentemente dal modello sul quale sono montate.

Alcuni esempi

In Europa e negli Stati Uniti la soluzione del battery swap stenta a decollare, ma in Cina sembra invece prendere sempre più piede. Nel paese del Dragone il battery swap è nato nel mercato delle biciclette, riuscendo ad affermarsi in maniera molto decisa grazie alla creazione di uno standard che ha uniformato le batterie di tutti i costruttori. Oggi in Cina è infatti possibile acquistare una bicicletta elettrica senza batteria, per poi montarla in un secondo momento. Ma biciclette a parte, la pratica della sostituzione della batteria scarica è arrivata anche la mondo delle due ruote. Per i piccoli scooter da città per la precisione e ora anche qualche brand automobilistico si è detto interessato. Tra questi spicca Nio, che attualmente possiede oltre 800 stazioni per lo scambio delle batterie in Cina e ne ha appena aperta una in Europa.

Per quanto possa venire naturale pensare alle vetture ibride ed elettriche come alla più forte espressione della moderna tecnologia, questo sistema affonda le sue radici agli inizi del secolo scorso. Era il 1900 quando a Parigi veniva presentata la Lohner-Porsche. Il primo veicolo ibrido della storia. Era spinto da due motori elettrici posizionati sulle ruote anteriori e alimentati da un pacco batterie, che dipendeva a sua volta da un motore a benzina. Il lancio della vettura creò grande scalpore anche grazie alla sua partecipazione a diverse competizioni. L’evoluzione di questo modello, la Lohner “Semper Vivus”, sfruttava il medesimo schema della Lohner-Porsch, ma puntando su un powertrain 100% elettrico.  Ma il suo prezzo elevato non le permise di affermarsi sotto il profilo commerciale, mentre la convenienza economica delle auto con il solo motore termico, escluse la propulsione ibrida ed elettrica dal mercato per quasi un secolo.  Negli ultimi trent’anni, però, la crescente preoccupazione per inquinamento del pianeta ha riportato il sistema ibrido alla ribalta.

La prima della specie

Ma c’è stato un modello che, cronologicamente, è venuto ancora prima della Lohner-Porsche. era il 1884 e Thomas Edison presentava al mondo la prima vettura completamente elettrica della storia. Questa era alimentata da quello che venne battezzato come Generatore Piromagnetico che, di fatto, funzionava come un alternatore ma al contrario. L’energia, invece, veniva stipata all’interno di una batteria Nichel-Alcalina più compatta, leggera e affidabile di quelle al piombo in uso all’epoca. Il modello era in grado di percorrere fino a 170 km con una carica completa, ad una velocità massima di 40 km/h. Ad inizio secolo l’entusiasmo intorno all’elettrico era tanto. In molti puntavano su questo tipo di alimentazione, al punto che nel 1899 l’auto più veloce al mondo era proprio un’elettrica. Si trattava della “Jamais Contente”, che nel 1899 superò per la prima volta il muro dei 100 km/h.

I primi esperimenti moderni

Tuttavia, il costo di produzione del pacco batteria e l’efficienza ridotta di questa, misero un freno allo sviluppo delle auto elettriche, decretando così il successo delle più economiche vetture alimentate a benzina. Per quasi cento anni, quindi, il mondo della mobilità rimase legato all’utilizzo di combustibili fossili, fatta eccezione per alcuni sporadici test condotti da alcuni costruttori. Tra questi ricordiamo Fiat, che nel 1972 presentava la X1/23, una microcar a due posti con un motore elettrico da 10 kW montato sull’asse anteriore, un peso di appena 820 kg per un’autonomia di 70 km.

Si inizia a fare sul serio

Ma è solo negli anni Novanta che i costruttori iniziano a guardare all’elettrico come una vera strada per il futuro per la mobilità. In questo periodo, infatti, in molti si cimentano nella produzione di modelli in piccola serie, andando quindi oltre lo stato prototipale. Tra questi c’è ancora una volta Fiat con la Panda Elettra, alimentata da una batteria al piombo e da un motore da 14 kW per un’autonomia di 100 km/h. Dopo di lei arrivarono la Cinquecento e la Seicento Elettra, entrambe con un’autonomia di 100 km. Anche Mercedes negli anni Novanta puntò sull’elettrico con la 190E Elektro. Era alimentata da una batteria al cloruro di sodio e nichel che dava energia a due motori posteriori per una potenza totale di 44 CV. L’autonomia era di 250 km, mentre la velocità massima raggiungeva i 130 km/h. Il resto è storia dei nostri tempi.

Ora che il numero delle auto elettriche sta progressivamente aumentando e potrebbe ulteriormente salire nei prossimi mesi grazie al varo di una nuova tornata di ecoincentivi, in molti si chiedono come farà l’attuale infrastruttura elettrica a sostenere questa sempre maggiore richiesta di energia. La ricarica dell’auto elettrica, in effetti, apporta un’impennata di richiesta di energia alla rete che, in molti, sostengono che allo stato attuale questa non è in grado di sostenere e che, in futuro, le cose potrebbero ancora peggiorare. Ma l’auto elettrica potrebbe avere un asso nella manica: il sistema V2G

Una svolta per il futuro

Acronimo di Vehicle to Grid, il sistema V2G è in grado di “alleggerire” il carico ai danni della rete elettrica quando questa è messa maggiormente sotto sforzo. Basti pensare alle prime ore della sera, quando tutti i pendolari sono rientrati a casa e hanno attaccato la propria auto elettrica alla presa di corrente di casa o ad una colonnina. In questo momento viene richiesta un’enorme quantità di energia alla rete. Per evitare sovraccarichi viene in aiuto il sistema V2G, che racchiude in sé il concetto di ricarica bidirezionale.

Come funziona

Un’automobile elettrica dotata di sistema V2G è in grado non soltanto di ricevere e immagazzinare energia, ma anche di muovere questa energia in direzione opposta in modo che all’occorrenza le auto stesse possano trasformarsi in riserve a cui attingere in momenti particolarmente critici per stabilizzare la rete. Di fatto, in momento di particolare sovraccarico, la rete può assorbire parte dell’energia stipata nelle batterie delle auto in carica per compensare la richiesta di energia, per poi restituirla al veicolo in un secondo momento.

I primi test

Il sistema è ancora in fase di sperimentazione. Molti costruttori tra i quali spiccano Nissan, Hyundai e Stellantis, sono particolarmente attivi su questo fronte, con fasi di sperimentazione avanzata un po’ in tutta Europa. Tuttavia, sono molte le problematiche ad oggi ancora legate a questo sistema. In primis, il fatto che un utente potrebbe trovarsi con l’auto non sufficientemente carica in un momento di bisogno, poiché in quel momento la vettura potrebbe aver ceduto energia alla rete. E poi c’è il problema della vita utile della batteria. I moderni accumulatori hanno una vita media calcolata sulla base di un certo numero di cicli di carica e scarica. Aumentare questo numero a vettura ferma potrebbe portare ad un più veloce deterioramento della batteria ai danni dell’automobilista.

Il V2L

Un altro interessante strumento che invece è già disponibile su molti modelli in commercio come la Kia EV6 o la Hyundai Ioniq 5, è il sistema V2L ovvero Vehicle to Load. Anche in questo caso si tratta di un dispositivo capace di cedere parte dell’energia presente nella batteria dell’auto, ma questa volta non alla rete, bensì, in maniera molto più contenuta, ad attrezzature esterne, per venire incontro alle esigenze dell’automobilista. Attraverso un apposito adattatore, infatti, è possibile collegare all’auto praticamente ogni tipo di dispositivo elettronico, come un computer o un trapano. Si tratta di un sistema pratico che offre la stessa potenza di una presa domestica, utile soprattutto quando ci si trova lontani da altre fonti di energia. C’è poi chi si è spinto ben oltre, come Nissan che qualche anno fa con un sistema simile a questo ha alimentato un’intera abitazione per una notte.