Precondizionamento della batteria

Il precondizionamento della batteria è il processo di portare deliberatamente la batteria ad alta tensione di un'auto elettrica nella finestra di temperatura ottimale poco prima di una sessione di ricarica rapida. Le celle agli ioni di litio sono sensibili alla temperatura: quando sono troppo fredde, l'elettrolita diventa più viscoso e gli ioni di litio si muovono con lentezza tra gli elettrodi, costringendo il sistema di gestione della batteria a limitare la potenza di ricarica per proteggere le celle. Il precondizionamento esiste proprio per eliminare questo collo di bottiglia, così che il pacco arrivi alla colonnina pronto ad accettare la piena potenza nominale anziché ricevere energia a piccole dosi mentre si riscalda lentamente.

Nella pratica il sistema utilizza l'hardware di gestione termica del veicolo per riscaldare il liquido refrigerante che circola attorno alle celle, attingendo a resistenze elettriche, a una pompa di calore o al calore di scarto del motore e dell'elettronica di potenza. L'energia proviene dalla batteria di trazione stessa o, idealmente, dalla rete mentre l'auto è ancora collegata o in marcia. La maggior parte delle elettriche moderne attiva il precondizionamento automaticamente quando il conducente imposta nel navigatore un percorso verso una colonnina rapida: l'auto calcola il tempo di percorrenza e comincia a riscaldare il pacco alcuni minuti prima dell'arrivo, in modo da raggiungere la temperatura desiderata, in genere intorno ai 20-30 gradi Celsius, proprio nel momento in cui si collega il connettore.

Il beneficio è più evidente con il freddo. Una batteria che inizia una sessione di ricarica a temperature prossime allo zero potrebbe essere limitata a una frazione della potenza di picco e dover riscaldarsi durante la sessione stessa, mentre un pacco precondizionato può sostenere una curva di ricarica molto più alta e regolare fin dall'inizio. I test sul campo mostrano regolarmente che il precondizionamento può quasi dimezzare il tempo trascorso a una colonnina rapida con il freddo, trasformando una frustrante sosta di quaranta minuti in una decisamente più breve.

C'è un compromesso che vale la pena conoscere. Riscaldare il pacco consuma energia, quindi il precondizionamento costa una piccola quota di autonomia, soprattutto se l'auto inizia a riscaldarsi con largo anticipo. Per la maggior parte dei conducenti si tratta di uno scambio favorevole, perché l'autonomia impiegata è modesta rispetto al tempo di ricarica risparmiato. Il comportamento varia anche tra i costruttori: alcuni consentono l'attivazione manuale tramite un menu o la partenza programmata, utile quando ci si dirige verso una colonnina non inserita nel navigatore, mentre altri precondizionano solo per le soste impostate sul navigatore.

Il precondizionamento è una componente della più ampia strategia di gestione termica della batteria ed è strettamente legato alla ricarica rapida in continua e alla forma della curva di ricarica. Un'auto dotata di una pompa di calore efficiente può spesso precondizionare con un costo energetico minore, e un pacco ben condizionato manterrà uno stato di carica più alto prima che la potenza inizi a calare. Chi vive in climi caldi raramente deve pensarci, ma in inverno è tra le funzioni più preziose per chiunque faccia affidamento sulle colonnine rapide pubbliche nei viaggi lunghi.