Auto elettriche in inverno, l'impatto del freddo sull'autonomia

L'inverno e le basse temperature sono arrivate già da un po' di tempo. Chi possiede un'auto elettrica probabilmente si è accorto che l'autonomia è progressivamente calata mano a mano che la temperatura esterna è scesa. Si tratta di un fenomeno ben noto e che non ha nulla a che fare con il degrado della batteria. Infatti, con il ritorno della bella stagione, l'autonomia tende a salire nuovamente.

BATTERIE E LE TEMPERATURE FREDDE

Le auto elettriche, come sappiamo, "soffrono il freddo", in alcuni casi anche in maniera sensibile. In queste condizioni, l'elettricità della batteria viene utilizzata sia per riscaldare l'abitacolo, sia per portare le celle alla giusta temperatura, e ciò si traduce in un aumento dei consumi. Gli accumulatori, infatti, devono essere mantenuti entro un preciso range di temperature per poter funzionare al meglio.

Al di sotto di una certa temperatura, le reazioni chimiche avvengono più lentamente e quindi la batteria perde di efficienza. Il freddo, dunque, porta ad un calo dell'autonomia e pure della potenza massima a cui il veicolo può essere ricaricato in corrente continua.

Proprio per questo, le auto elettriche dispongono solitamente di un sistema che va a preriscaldare il pacco batteria per consentire la massima resa possibile. I modelli più recenti possono anche montare la pompa di calore che ottimizza i consumi del sistema di climatizzazione, limitando la perdita di autonomia. Ma alle persone che acquistano o che intendono comprare un'auto elettrica, del rendimento e della chimica del pacco batteria interessa molto poco. Quello che vogliono davvero sapere è all'atto pratico quanta percorrenza perderanno durante la stagione invernale.

LA MIA ESPERIENZA

Ovviamente con l'evoluzione della tecnologia delle batterie si spera che questo fenomeno possa venire rapidamente superato o quanto meno mitigato, sebbene molti produttori, per abbassare i costi delle auto elettriche, vogliono utilizzare celle del tipo LFP che sono molto sensibili alle basse temperature. Ma con un BMS che gestisce nel migliore dei modi la temperatura degli accumulatori, la perdita di percorrenza nei climi freddi dovrebbe potersi risolvere, almeno in parte.

Prima di venire ad alcuni "freddi numeri" di un interessante report su questo argomento, riporto la mia esperienza diretta, frutto di due anni alla guida di un'auto elettrica. Non parlo di veicoli provati per HDMotori ma della mia auto personale, una BMW i3S con batteria da 42,2 kWh (utilizzabili circa 39 kWh). Preciso subito che la vettura dispone della pompa di calore, accessorio indispensabile per un'elettrica visto che permette di ottimizzare i consumi del climatizzatore proprio durante la stagione fredda.

La perdita c'è con le basse temperature? Eccome e può arrivare a ridurre l'autonomia di un bel po'. Fenomeno fastidioso soprattutto quando il pacco batteria non possiede una grande capacità. In un range di temperatura ambientale tra 5 a 10 gradi (temperature medie del periodo invernale dove vivo) il calo è abbastanza sensibile. I consumi nell'utilizzo medio (velocità comprese tra 50 – 80 km/h) salgono da una media di 13,5 kWh dell'estate ai circa 15,3-15,5 kWh. Complice l'aumento dei consumi e il minor rendimento della batteria, la stima di percorrenza massima passa da circa 280-290 km del periodo estivo (su percorsi sempre con velocità comprese tra 50-80 km/h) ai 230-240 km. Dunque, stiamo parlando di un calo di circa il 18%. E la perdita peggiora se le temperature calano ulteriormente. Ecco perché tendo a preriscaldare l'accumulatore prima di partire, assieme all'abitacolo.

Per fare un esempio pratico, riporto il confronto di un viaggio effettuato prima in estate e poi un paio di mesi dopo in pieno autunno. Parliamo di un percorso (per lo più statale) effettuato ad agosto di circa 130 km con auto a pieno carico, aria condizionata e temperatura esterna attorno ai 34 gradi. Al termine, la batteria era ancora al 59%.

A metà novembre con una temperatura di partenza di 14 gradi e una minima di 4 gradi lungo il tragitto, nessun carico aggiuntivo (valigie, borse..) e nessun utilizzo del climatizzatore, l'auto era arrivata a destinazione con il 52% di carica residua. Prima della partenza, la batteria non era stata preriscaldata.

IL REPORT DI RECURRENT

Sul tema della perdita di autonomia in inverno è molto interessante l'ultimo report di Recurrent che può contare su di una community di oltre 7.000 proprietari di auto elettriche negli Stati Uniti. Attraverso un'app, questi utenti ottengono mensilmente un rapporto sullo stato di funzionamento del veicolo basato su una serie di parametri di utilizzo della vettura. La cosa più interessante è che Recurrent utilizza i dati delle auto anche per effettuare analisi più generalizzate che permettono di verificare, per esempio, il rendimento delle vetture elettriche in particolari situazioni, proprio come durante la stagione invernale.

Nell'ultima analisi, Recurrent prende in considerazione 13 modelli elettrici tra cui anche la BMW i3. Il report permette di notare che su alcuni modelli la perdita di autonomia è molto significativa, per altri, invece, decisamente di meno. 

Vale la pena di evidenziare che il rapporto prende in considerazione il raffronto tra i valori di percorrenza con una temperatura di circa 21 gradi e quelle invernali con temperature comprese tra quasi meno 7 e meno 1. Dunque, climi estremamente rigidi che possono penalizzare ulteriormente le prestazioni dell'accumulatore. Si tratta di valori medi basati sui dati raccolti dagli utenti.

Per esempio, parlando della BMW i3 (versione con batteria da 42,2 kWh), il report evidenzia una perdita di autonomia attorno al 24% nello scenario peggiore. Infatti, Recurrent, per ogni modello considerato, propone anche un interessante grafico che permette di osservare la perdita progressiva di autonomia a seconda della temperatura. Per chi vuole approfondire, il link è in Fonte.

Tra le auto che hanno ottenuto il risultato peggiore c'è la Ford Mustang Mach-E che con l'accumulatore di maggiore capacità ha fatto segnare una perdita di percorrenza del 28%. Ancora peggio ha fatto la Chevy Bolt con batteria da 60 kWh (con una calo del 32%) che, però, in Italia non è commercializzata. Da evidenziare, invece, gli ottimi risultati di tutte le Tesla grazie soprattutto all'ottima gestione termica del loro pacco batteria. Guardando, per esempio, il grafico della Model Y, si può notare come le variazioni siano davvero minime.

Nell'elenco delle auto prese in considerazione del report c'è anche la Hyundai Kona Electric (batteria da 64 kWh) che ci ha accompagnato nel nostro viaggio al Salone di Monaco 2021.

Il crossover soffre il freddo anche se non in maniera così elevata come altre vetture a batteria. Secondo i dati ottenuti dagli utenti, il calo medio di autonomia si aggira attorno al 18%.

CONSIGLI

Infine, Recurrent fornisce alcuni utili consigli per gestire al meglio la vettura elettrica durante la stagione invernale. La maggior parte dei veicoli elettrici dispone di un sistema di precondizionamento che può essere attivato da remoto dall'app che riscalda sia la batteria e sia l'abitacolo.

Per proteggere la batteria, molte auto limitano la potenza massima di ricarica fino a che l'accumulatore non raggiunge una temperatura adeguata. Se l'auto dispone del sistema di preocondizionamento è consigliabile preriscaldare l'accumulatore prima di avviare il processo di ricarica. In alternativa, è consigliabile effettuare il rifornimento di energia al termine di un viaggio.

Se disponibile è meglio utilizzare i sedili riscaldati che consumano meno energia del climatizzatore. Se possibile è anche consigliabile diminuire la frenata rigenerativa che potrebbe comunque essere ridotta fino a che la batteria non si scalda. In casi estremi, una frenata rigenerativa eccessivamente potente potrebbe portare a reazioni impreviste dell'auto. E per chi possiede una Tesla, il suggerimento è quello di lasciarla collegata ad una presa di corrente. Avendo un sistema di gestione termica della batteria attivo, l'auto utilizzerà l'energia della rete elettrica e non quella della batteria.

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