Curva di ricarica

La curva di ricarica è il grafico che mostra come la potenza di ricarica di un veicolo elettrico cambia nel corso di una sessione di ricarica rapida, riportata in funzione dello stato di carica della batteria. Anziché mantenere un valore costante dal vuoto al pieno, una batteria accetta potenza secondo un andamento caratteristico: la potenza in genere sale a un picco nelle prime fasi della sessione e poi cala a gradini man mano che il pacco si riempie. Questa forma è essenziale per capire quanto durerà davvero una ricarica rapida nel mondo reale, perché il valore di picco dichiarato dal costruttore viene mantenuto solo per pochi istanti.

La ragione del calo progressivo risiede nella chimica della batteria. Quando le celle agli ioni di litio si avvicinano a uno stato di carica elevato, la tensione aumenta e diminuisce la velocità con cui gli ioni possono inserirsi in sicurezza nell'elettrodo. Forzare un'elevata corrente in una cella quasi piena comporta il rischio di deposito di litio metallico e di un degrado accelerato, oltre a generare calore in eccesso, per cui il sistema di gestione della batteria riduce gradualmente la potenza per proteggere le celle. La curva non è quindi un limite da eliminare con la progettazione, ma una salvaguardia deliberata, e un pacco ben progettato gestisce la discesa in modo intelligente anziché brusco.

Questo comportamento spiega il consiglio diffuso di ricaricare grosso modo dal 10 all'80 per cento durante un viaggio lungo. La parte iniziale e centrale della curva è quella in cui la potenza è massima e l'energia entra più rapidamente, mentre l'ultimo tratto, da circa l'80 per cento al pieno, può richiedere quasi lo stesso tempo di tutto ciò che lo precede messo insieme. Nella pianificazione di un viaggio conviene di norma fermarsi all'80 per cento e ripartire, anziché attendere l'ultima fetta di capacità: per questo gran parte dei consigli sulla ricarica e molti pianificatori di bordo ottimizzano proprio attorno a questa finestra.

Non tutte le curve sono uguali e la forma conta più del picco. Un'auto che tocca per un attimo un valore molto alto per poi crollare bruscamente può immettere in dieci minuti meno energia di una rivale la cui potenza è inferiore al picco ma resta piatta e stabile su un'ampia fascia della capacità della batteria. Per questo una curva piatta e prolungata è in genere più preziosa di un picco alto e stretto, e i confronti tra veicoli si concentrano sempre più sulla potenza media nel passaggio dal 10 all'80 per cento, anziché sul valore massimo.

Diversi fattori plasmano la curva di giorno in giorno, tra cui la temperatura della batteria, lo stato di carica a cui inizia la sessione e la capacità del caricatore stesso. Un pacco freddo resta ben al di sotto del suo potenziale, ed è proprio per questo che si ricorre al precondizionamento della batteria, per riscaldarla in anticipo e sollevare la parte iniziale della curva. La curva di ricarica è dunque strettamente legata alla ricarica rapida in corrente continua, alla potenza di picco, allo stato di carica e al precondizionamento, e saperla leggere correttamente è una delle competenze più utili per chi possiede un'auto elettrica e pianifica viaggi lunghi.