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Autonomia auto elettriche d’inverno, perché col freddo fa meno km

In inverno l’autonomia delle auto elettriche rispetto a quanto dichiarato cala sensibilmente a causa delle caratteristiche fisiche dell’elettrolita delle batterie, che porta anche ad una riduzione della capacità di carica.

La stagione invernale è un periodo delicato per i possessori di auto elettriche, perché le basse temperature possono incidere sensibilmente sull’autonomia e sulla velocità di ricarica delle batterie impiegate per la trazione nei veicoli elettrici. Conosciamo già molto bene gli effetti del freddo sulle batterie di avviamento delle nostre classiche auto a benzina o diesel: a tutti sarà capitato di essere lasciati a piedi in una fredda mattina d’inverno perché il motore non vuole saperne di avviarsi, a causa dello spunto insufficiente di una batteria un po’ avanti negli anni.

Quindi è facile fare un parallelo e capire cosa può succedere quando dalle batterie dipende l’autonomia della stessa automobile e la possibilità di spostarsi più o meno lontano.

Autonomia auto elettriche in inverno

In inverno l’autonomia delle auto elettriche si riduce. La temperatura delle celle infatti influisce sulle caratteristiche fisiche dell’elettrolita delle batterie, che è liquido: valori più bassi o più alti dei 15 – 20°C ottimali provocano una diminuzione delle correnti che vengono erogate o che attraversano le celle, riducendo autonomia e capacità di carica. 

Autonomia auto elettriche in inverno ricarica Tesla sotto la neve
Le basse temperature riducono l’autonomia dell’auto elettrica

Inoltre, se la temperatura delle batterie è fuori dal range 10°-30°C, neanche il sistema rigenerativo può funzionare a pieno regime, riducendo ulteriormente l’autonomia.

Auto elettriche e freddo

Auto elettriche e freddo: le batterie funzionano in un ampio range di temperature, ma quando si tratta di caricarle soprattutto in inverno le condizioni ambientali possono ridurre molto la finestra utile. Temperature troppo alte o troppo basse riducono la capacità di carica, quindi è consigliabile portare la batteria a una temperatura consona prima di iniziare a caricarla.

Le batterie di vecchio tipo, come le Piombo-acido o Nichel-Cadmio, hanno tolleranze maggiori rispetto alle più moderne batterie al litio. 

Auto elettriche e freddo ricarica sotto la neve
Il freddo riduce la carica delle batteria di auto elettriche

I migliori risultati si ottengono in ogni caso tra 10°C e 30°C, specie in caso di ricarica rapida: considerando le batterie al nickel, restringere il range di temperatura a cui si effettua la carica è necessario in quanto la capacità di ricombinazione tra ossigeno e idrogeno (ovvero la reazione chimica causata dalla ricarica) diminuisce drasticamente sotto i 5°C. In queste condizioni la pressione nella batteria può crescere fino a danneggiarne le celle, perciò quando si è sotto zero la corrente di carica va limitata a 0,1 C.

BATTERIA TEMPERATURA DI CARICA TEMPERATURA DI SCARICA CONSIGLIO DI CARICA
Piombo-Acido –20°C / 50°C –20°C / 50°C Caricare a 0,3C o meno se la temperatura è sotto zero.
NiCd, NiMH 0°C / 45°C –20°C / 65°C Caricare a 0,1C tra – 18°C e 0°C.
Caricare a 0,3C tra 0°C e 5°C.
Li-ion 0°C / 45°C –20°C / 60°C Non caricare se la temperatura è sotto zero.
Carica e scarica batteria in base alla temperatura

Va segnalato che alcuni caricatori per batterie al nickel proteggono la batteria in caso di carica a bassa temperatura, interpretando il basso assorbimento di corrente come un segnale di carica completa. Le batterie al Piombo-acido sono meno sensibili al freddo, anche se il loro congelamento comporta danni irreversibili, che costringono presto alla loro sostituzione.

Auto elettriche e freddo, perché si abbassa l’autonomia?

Il freddo dell’inverno è nemico dell’autonomia delle auto elettriche. D’inverno la nostra vettura elettrica percorre meno km con un pieno. Le moderne batterie al litio possono essere sottoposte a carica rapida tra 5°C e 45°C: a temperature inferiori la corrente va ridotta e la carica non è possibile sotto zero, a causa dei ridotti tassi di diffusione sull’anodo, che riducono drasticamente il passaggio di corrente. Durante la carica la resistenza interna delle celle provoca un lieve incremento della temperatura che compensa in parte il freddo, ma alle basse temperature la resistenza di tutti i tipi di batteria aumenta, allungando notevolmente i tempi di ricarica ed energia necessaria per la carica.

Tempo ricarica batteria auto elettrica all'80% con capacità di carica fino a 50 kW
Tempo ricarica batteria auto elettrica all’80% con capacità di carica fino a 50 kW

Caricando una batteria al litio a temperature inferiori allo zero, l’anodo subisce una “placcatura” di litio metallico. Questo fenomeno è permanente e non è possibile eliminarlo effettuando cicli di carica e scarica controllati. A causa di questo fenomeno la batteria diventa più fragile ed esposta a rotture meccaniche in caso di vibrazioni.

Tempo ricarica batteria auto elettrica all'80% con capacità di carica oltre 50 kW
Tempo ricarica batteria auto elettrica all’80% con capacità di carica oltre 50 kW

Ovviamente i caricatori utilizzati per le automobili elettriche prevengono questi fenomeni, adeguando la corrente di carica alla temperatura del pacco batterie. Inoltre nei modelli di auto elettrica più evoluti le batterie sono dotate di sistemi di riscaldamento che ne mantengono la temperatura nel range adatto alla ricarica.

Temperatura batteria auto elettriche in inverno

Per poter utilizzare l’auto elettrica d’inverno in ogni condizione meteorologica è indispensabile l’installazione di sistemi di controllo della temperatura delle celle, per mantenere la batteria nel range di temperatura migliore per la sua efficienza. 

Temperatura batteria auto elettriche in inverno
In inverno per preservare l’autonomia aiutano i sistemi di controllo della temperatura della batteria

Il raffreddamento può essere ad aria o a liquido, mentre il riscaldamento è affidato a sistemi con pompa di calore o resistenza elettrica con nel caso della ZOE il cui riscaldamento avviene solo quando l’auto è in carica. Va da sé che questi dispositivi consumano energia, quindi la loro utilità risulta massima in fase di ricarica, un po’ minore in marcia, condizione nella quale è necessario individuare il giusto compromesso tra l’autonomia e la “salute” del pacco batterie.

Consigli auto elettrica e freddo, come aumentare l’autonomia durante l’inverno

Come avrai capito d’inverno e col freddo l’auto elettrica necessità di maggiore attenzione, soprattutto nella gestione dell’autonomia. Ma per aumentare la percorrenza e le prestazioni nella stagione fredda ci sono alcuni suggerimenti e accortezze da tenere bene in mente:

Ricaricare l’auto elettrica in un ambiente chiuso

Per quanto detto, caricando l’auto in un garage o in una rimessa, manteniamo le batterie al riparo dal freddo, evitando il ricorso ai sistemi di controllo di temperatura delle stesse, ottimizzando l’efficienza di ricarica.

Altro consiglio è caricare subito l’auto alla fine di un viaggio quando il pacco batterie è caldo.

Preriscaldare l’abitacolo

Alcune auto elettriche permettono di riscaldare l’abitacolo quando la vettura è collegata alla colonnina di ricarica, con un comando che può essere inviato tramite l’app del costruttore. In questo modo non consumeremo l’energia immagazzinata nelle batterie per attivare il sistema di riscaldamento in marcia, con evidenti vantaggi per l’autonomia.

Adottare uno stile di guida intelligente

Come recuperare l’autonomia dell’auto elettrica d’inverno? Questo suggerimento vale per qualsiasi tipo di vettura, ma ancor di più per una BEV. Dosare attentamente l’acceleratore, mantenere la distanza di sicurezza ed evitare velocità eccessive ci permette di viaggiare in sicurezza, riducendo i rischi dovuti alle insidie della stagione fredda. Inoltre, con un’auto elettrica, mantenere la giusta distanza di sicurezza ci aiuta a limitare l’uso dei freni a favore della frenata rigenerativa, a tutto vantaggio dell’autonomia.

Un ulteriore espediente può essere l’attivazione della modalità ECO, che oltre a limitare i consumi riduce le prestazioni della vettura, evitando pattinamenti e slittamenti sempre possibili a causa della tipica generosa erogazione del motore elettrico ai bassi regimi.

Ricordiamo ovviamente anche di adottare uno stile di guida più tranquillo ed evitare brusche accelerazioni.

Autonomia auto elettriche in inverno, che succede in Norvegia?

Eppure la Norvegia, che non gode certo di un clima mite, è il primo Paese europeo per la diffusione dei veicoli elettrici, grazie anche all’erogazione di massicci incentivi e agevolazioni da parte dello Stato e con il vantaggio di un mix di produzione di energia elettrica nazionale proveniente prevalentemente da fonti rinnovabili come l’idroelettrico e l’eolico.

Test autonomia auto elettriche in Norvegia sotto la neve
Test autonomia auto elettriche in Norvegia sotto la neve

La Federazione automobilistica norvegese ha svolto apposite prove per verificare l’incidenza delle basse temperature sull’impiego quotidiano delle auto elettriche, coinvolgendo numerosi modelli. Per il test è stato scelto un percorso lungo circa 500 km, che comprendeva vie cittadine, strade extraurbane, autostrade e strade di montagna, con una temperatura media di -2°C, da percorrere fino alla scarica completa della batteria.

I risultati hanno dimostrato un calo medio dell’autonomia di circa il 19% rispetto ai dati dichiarati dai costruttori in base al ciclo di omologazione WLTP, con valori compresi tra il 10% in meno della migliore vettura e il 30% in meno di quella più penalizzata dal freddo.

Test autonomia auto elettriche in Norvegia sotto la neve
Risultati test autonomia auto elettriche in Norvegia sotto la neve

È stato effettuato anche un test di ricarica nelle medesime condizioni ambientali. La tecnologia impiegata nelle batterie ha influenzato molto il risultato: mentre una sofisticata Audi e-tron 55 quattro ha impiegato solo 27 minuti per passare dal 10 all 80% di carica (con potenza di carica fino a 150 kW), le più semplici Nissan Leaf e Renault Zoe non sono riuscite ad assorbire più di 24 kW (contro i 50 kW possibili), impiegando circa 70 minuti per raggiungere la stessa percentuale di carica.

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Manuel Cerfeda

Da sempre appassionato di automobilismo e di scrittura. È ingegnere e lavora nel campo delle energie rinnovabili. Ama leggere libri di tecnica motoristica e automobilistica, in particolare sulla storia della Formula 1 e delle auto da competizione in genere. Molto attratto dalle auto storiche, in particolare le youngtimer: il suo sogno è una Porsche 911 Carrera 4 Targa, serie 964 del 1989. Possibilmente rossa. E' autore umoristico e satirico: scrive sulla rivista “L’odio digitale” e ha pubblicato i libri “Autopsie ipocaloriche e altri metodi per perdere peso” e “L'anagramma di derma (non madre, quell'altro)”.

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