I veicoli elettrici sono più pericolosi di quelli tradizionali?
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- di Marco Berti Quattrini
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Tutto gira intorno alle batterie nel mondo della mobilità elettrica. In confronto, il motore diventa quasi un elemento secondario e, non a caso, anche meno costoso. A ben pensarci tutto ciò ha senso: le prestazioni del propulsore non sono in discussione e, a livello tecnologico, i propulsori elettrici sono piuttosto semplici.
Il cuore della ricerca si sposta allora sulla batteria a cui si chiede sempre più "capienza" e tempi di ricarica sempre più corti. La prima cosa che guardiamo in qualunque veicolo (dall’eBike all'auto) è l’autonomia. Normale allora che sotto la lente d’ingrandimento finiscano anche i difetti di questo nuovo feticcio della mobilità. E' vero che un bel rogo non passerebbe inosservato anche senza lente d’ingrandimento, ma le domande sono altre: sono davvero così frequenti questi incendi? Da che cosa sono causati? Rendono i veicoli elettrici più pericolosi?
Come sono fatte?
Prima di dare risposte dobbiamo fare un piccolo passo indietro e vedere come sono fatte le batterie. Per capirlo con esattezza abbiamo coinvolto il Professor Giambattista Gruosso, del Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano.
“I pacchi batteria - ci spiega - sono assemblati di parti più piccole che solitamente hanno forma prismatica o cilindrica. La singola cella ha all’interno degli elettrodi che orientano un flusso di elettroni per reazioni di natura chimica. I materiali all’interno possono essere di diverso tipo e in diverso stato: liquido o solido. Si parla di ioni di litio, manganese o polimeri di litio... fare un elenco è difficile, perché le tecnologie ad oggi sono davvero tantissime e il panorama cambia velocemente”.
Quindi all’interno dei pacchi batterie dei veicoli elettrici possiamo immaginarci tanti piccoli involucri che, per forma e dimensione, possiamo paragonare alle classiche stilo di uso domestico. Queste celle sono chiuse e all’interno avvengono le reazioni elettrochimiche che permettono di immagazzinare energia elettrica.
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Come s'incendiano le batterie?
SURRISCALDAMENTO
I problemi, e di conseguenza potenzialmente anche gli incendi e le esplosioni, avvengono proprio a questo livello e possono essere di due tipi: “Ci possono essere dei difetti legati al software di controllo delle batterie - spiega il Professor Gruosso -. Uno dei parametri che le batterie al litio devono tenere sotto controllo infatti è certamente la temperatura: se si surriscaldano troppo possono portare a un’espansione del materiale all’interno, una rottura dell’involucro e una fuoriuscita di liquidi che possono portare anche a incendi. La cella ha temperature di esercizio che vanno da -20 a +85° C, e ci sono una serie di sistemi che gestiscono il raffreddamento tramite ventole. Se però capita che ci sia un errore in questi sistemi di controllo e gestione, allora possiamo andare incontro a dei problemi. Il numero casi di autocombustione attribuibili a cause di questo tipo è talmente basso in rapporto al parco circolante da essere considerato trascurabile”.
Un surriscaldamento può avvenire non solo in fase di ricarica, ma anche durante un utilizzo particolarmente stressante del veicolo. Ad Energica, azienda leader nella costruzione di moto elettriche ad alte prestazioni, oltre che delle MotoE in gara nel mondiale, abbiamo chiesto quali soluzioni vengono adottate. “La batteria è controllata sia a livello di temperatura che di tensione, quindi durante una fase di ricarica la gestione elettronica non potrà permettere al veicolo di raggiungere temperature elevate che possano causare un danneggiamento della batteria e un eventuale incendio. In una situazione di utilizzo, se la batteria supera una certa temperatura viene ridotta la potenza del veicolo, e quindi l’assorbimento della corrente dalla batteria.
In questo modo si garantisce sempre di rimanere ben lontani dal rischio di thermal runaway”.
DANNEGGIAMENTO
Tornando alle cause d’incendio, la seconda è da individuare negli urti, tipicamente incidenti, che possono danneggiare l’involucro delle celle. “Se io vado a rompere l’involucro o il sistema elettronico di controllo - spiega il Professor Gruosso - possono verificarsi problemi di incendio o di esplosione anche abbastanza importanti: questo è il motivo per cui le Case costruttrici stanno dedicando tanta attenzione a dove posizionare le batterie. Quasi sempre sono in posti dove statisticamente avvengono con minor frequenza impatti e deformazioni. Il più delle volte si trovano sul pianale".
E in ambito moto, dove le batterie sono più esposte, il problema sembrerebbe aggravarsi, ma non è così, perché la quantità di materiale presente in una moto è estremamente più piccolo rispetto a un’auto e anche perché, come spiegano i tecnici di Energica, l’involucro che protegge la batteria “è in grado di sostenere tutti i tipi di urti associati all’utilizzo del mezzo. Abbiamo fatto diversi test, sia quello di resistenza meccanica dell’involucro della batteria, che di resistenza a urto con peso contundente. I risultati sono andati ben al di sopra delle nostre aspettative e al di sopra dei test tradizionalmente fatti ai serbatoi da competizione per la benzina”.
In caso d'incidente
Quindi abbiamo capito che o qualcosa va storto nei sistemi di controllo in fase di ricarica (caso rarissimo) oppure l’altra causa d’incendio è un forte impatto che compromette l’integrità strutturale delle celle. Quando succede, tuttavia, le fiamme che producono sono diverse perché diversi sono gli elementi in gioco. “Possono avere temperature più alte - precisa il Professor Gruosso - perché le sostanze chimiche che sono all’interno possono sprigionare un potere calorifico più alto rispetto ai materiali che solitamente compongono i veicoli. Anche i colori sono diversi a seconda dei materiali che bruciano”.
Dopo un incidente in cui è coinvolto un mezzo elettrico si, corre il rischio di rimanere folgorati? “Anche se la batteria rimane integra - risponde il Prof. Gruosso -, se un cavo viene tranciato e questo entra in contatto con la carcassa del veicolo un qualunque passeggero o soccorritore può avere problemi. Tanto è vero che tutte le auto elettriche devono avere un pulsante d’emergenza che (qualora non avvenga automaticamente, ndr) stacca l’alimentazione dalla batteria verso i cavi”.
Lo stesso grado di sicurezza c’è anche sui veicoli a due ruote. “La moto è dotata di IMD (Insulation Monitor Device) - spiegano i progettisti di Energica - il quale verifica la presenza o meno di perdite di isolamento del pacco batterie. In caso di perdita di isolamento è inibito l'utilizzo della moto, che non può essere riavviata. La moto segnala questa condizione con un messaggio su dashboard. Sulla Ego Corsa, la moto sviluppata per la MotoE, c’è uno speciale led che ne indica lo stato del funzionamento complessivo: se la luce è verde la moto può essere utilizzata e/o recuperata dai marshall in caso di caduta, mentre se la luce è rossa il mezzo deve essere recuperato da personale apposito presente in pista”.
In conclusione
I veicoli elettrici presentano una criticità in fase di ricarica che i mezzi con motore endotermico non hanno, questo è innegabile. Si parla però di numeri così bassi, che pur facendo tanto rumore possono essere considerati irrilevanti. Diciamo che se abitate a Roma è più probabile che vada a fuoco l’autobus su cui state viaggiando che la Tesla nel vostro garage.
In caso d’incidente le dinamiche sono paragonabili, e soprattutto, ad oggi, non esistono statistiche in grado di dimostrare che siano più o meno pericolose. Di certo c’è che quando un mezzo elettrico va a fuoco il rogo viene più o meno velatamente attribuito alla tecnologia, come fosse portatrice di una problematica irrisolta.
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