Le batterie agli ioni di litio accumulatori di energia altamente efficienti e complessi. La tecnologia agli ioni di litio è attualmente la tecnologia più efficiente sul mercato per le batterie. Nessuna altra tecnologia di batterie soddisfa in pari misura i parametri richiesti quali qualità, potenza, ciclo di vita e costi necessari per le applicazioni automobilistiche. Grazie all'evoluzione della tecnologia agli ioni di litio, già oggi si è fatto un grande passo avanti verso autonomie elettriche elevate e, in prospettiva, anche i tempi di ricarica possono essere ridotti in modo enorme grazie alla tecnologia di ricarica rapida. Le batterie agli ioni di litio sono a manutenzione ridotta; tuttavia, per la manipolazione di una batteria ad alto voltaggio è necessaria una competenza professionale elettrotecnica. Tutte le batterie agli ioni di litio sono soggette, come molti altri componenti, a una determinata usura.
L'intelligenza del sistema batterie non risiede soltanto nella cella, ma anche nel sistema complessivo. Questo sistema è costituito dall'elettronica di comando inclusi software, raffreddamento integrato, scatola ad alta sicurezza su misura per il veicolo e celle.
Invecchiamento delle batterie agli ioni di litio
Le batterie agli ioni di litio montate da Mercedes-Benz sono concepite per l'uso nell'intero ciclo di vita del veicolo. Come molti altri componenti, sono comunque soggette a una determinata usura. Nel caso delle batterie, si parla del cosiddetto "invecchiamento".
In linea di principio, per la tecnologia agli ioni di litio si possono distinguere due meccanismi fondamentali dell'invecchiamento:
Invecchiamento temporale
Invecchiamento ciclico
L'invecchiamento delle batterie agli ioni di litio si manifesta con una riduzione della capacità utilizzabile durante l'intero ciclo di vita.
Per limitare gli effetti alla base di questi diversi meccanismi è importante comprendere alcuni meccanismi di base e maneggiare di conseguenza le batterie agli ioni di litio.
Invecchiamento temporale delle batterie agli ioni di litio
Le batterie agli ioni di litio sono soggette all'effetto naturale del cosiddetto "invecchiamento temporale". Quest'ultimo si verifica sia durante il funzionamento del veicolo, sia nelle fasi di fermo delle batterie agli ioni di litio. Sull'invecchiamento temporale possono incidere principalmente due fattori di influenza. I fattori di influenza principali sono:
la temperatura
il livello di carica (SOC)
L'influenza della temperatura e del SOC sull'invecchiamento delle batterie agli ioni di litio è da intendersi come segue:
Più alta è la temperatura, maggiore o più rapido è l'invecchiamento.
Maggiore è il SOC, maggiore o più rapido è l'invecchiamento (durante le fasi di fermo).
Per questo motivo si può dare il consiglio seguente:
Se le batterie agli ioni di litio devono essere immagazzinate…
non si deve superare una temperatura di 25 °C in media
deve essere impostato uno stato di carica inferiore al 40 % SOC
… per ridurre al minimo gli effetti dell'invecchiamento temporale.
Se le batterie agli ioni di litio sono montate su un veicolo, durante l'immagazzinamento sono sottoposte agli stessi processi e meccanismi di invecchiamento delle batterie agli ioni di litio immagazzinate separatamente. Si trovano avvertenze importanti sull'immagazzinamento corretto dei veicoli con batterie agli ioni di litio montate nel documento Informazione per il Servizio Assistenza SI47.70-S-0071A relativo alla manutenzione della bateria ad alto voltaggio.
Invecchiamento ciclico delle batterie agli ioni di litio
Le batterie agli ioni di litio di Mercedes-Benz sono sviluppate appositamente per l'impiego nelle applicazioni automobilistiche e ottimizzate per l'impiego come supporto di trazione e trasmissione. Si contraddistinguono per l'elevata stabilità ai cicli di carica (lungo ciclo di vita) e per l'alta densità di energia e di potenza. Grazie al software intelligente, le batterie agli ioni di litio utilizzate vengono fatte funzionare con il limite ottimale di temperatura e di potenza.
Per quanto vengano adottate tutte le misure tecnicamente possibili, con l'uso nel tempo nelle batterie agli ioni di litio si verifica una perdita irreversibile della capacità utilizzabile. Si tratta di un processo elettrochimico non influenzabile presente in tutte le batterie agli ioni di litio. Per ogni ciclo di impiego delle batterie agli ioni di litio, la capacità si riduce in misura ridotta. Maggiore è la differenza SOC di un ciclo, maggiore è l'effetto sull'invecchiamento ciclico.
L'invecchiamento ciclico delle batterie agli ioni di litio è un processo naturale all'interno delle celle delle batterie agli ioni di litio. Non è tecnicamente possibile arrestarlo. L'adozione di una serie di misure ha consentito di ridurre l'invecchiamento ciclico. Di conseguenza, la capacità e la potenza delle nostre batterie agli ioni di litio rimangono ad un livello elevato per un periodo molto lungo.
Una parte delle misure da noi adottate per ridurre l'invecchiamento può essere sperimentata dai clienti nelle situazioni estreme. Poiché la temperatura ha un'influenza molto grande sull'invecchiamento delle batterie agli ioni di litio e al fine di evitare danni alle batterie agli ioni di litio, la potenza elettrica viene ridotta se le batterie agli ioni di litio sono troppo fredde o anche troppo calde. Tuttavia, non appena le batterie agli ioni di litio si trovano nuovamente nel loro intervallo di temperature ottimale grazie alla nostra strategia di raffreddamento e di riscaldamento intelligente, è nuovamente disponibile la piena potenza elettrica.
Avvertenze per l'utilizzo e la cura delle batterie agli ioni di litio
L'invecchiamento delle batterie agli ioni di litio si manifesta con una riduzione della capacità utilizzabile. Per limitare gli effetti alla base di questi diversi meccanismi, durante la fase di utilizzo i clienti possono adottare alcune misure:
1 Evitare un tempo di fermo lungo con un SOC elevato:
Se le batterie agli ioni di litio vengono arrestate per un periodo lungo con un SOC alto, l'invecchiamento temporale è maggiore rispetto a quando il SOC è più basso. Per questo motivo è necessario evitare lunghi tempi di fermo con un SOC elevato, se possibile. Un SOC di circa il 40 % riduce l'invecchiamento temporale delle batterie agli ioni di litio, pertanto è raccomandato in caso di un lungo tempo di fermo.
2 Fasi di riposo regolari:
Le batterie agli ioni di litio non devono essere necessariamente ricaricate subito quando si scaricano. Se le batterie agli ioni di litio vengono ricaricate non appena si scaricano, non hanno il tempo per riposarsi. Questa fase di riposo è un elemento importante per le batterie agli ioni di litio. Riduce le reazioni chimiche nelle celle, aumentando quindi il ciclo di vita. Raccomandiamo pertanto di eseguire il procedimento seguente a intervalli regolari:
Arrestare il veicolo a intervalli regolari (ad es. una volta la settimana) per un lungo periodo (ad es. di notte o nel fine settimana) con un SOC basso (ad es. 20 % - 30 %).
Dopo questa fase di riposo, è possibile ricaricare il veicolo come di consueto.
3 Ricarica in funzione del fabbisogno:
Un SOC medio di ca. 30 % – 70 % riduce l'invecchiamento delle batterie agli ioni di litio. Per raggiungere questo valore, come ulteriore cura si raccomanda di caricare completamente le batterie agli ioni di litio solo appena prima dell'uso.
Documenti citati
- si4770s0071a Informazione per il Servizio Assistenza: manutenzione della batteria ad alto voltaggio