Mercedes-Benz sta rivoluzionando il panorama delle batterie per veicoli elettrici con una tecnologia innovativa. L’introduzione di microconvertitori elettronici su ogni singola cella rappresenta un passo avanti nell’ottimizzazione dell’efficienza e delle prestazioni. Questa soluzione è stata presentata durante il workshop “Mercedes Future Experience” e punta a superare i limiti dell’architettura tradizionale delle batterie.
L’attuale configurazione delle batterie si basa sul collegamento in serie di un gran numero di celle per raggiungere la tensione necessaria al funzionamento dei motori elettrici. Questo sistema, seppur efficace, presenta numerosi svantaggi, come la dipendenza dalla cella più debole e la perdita di efficienza con la diminuzione dello stato di carica (SoC). La nuova tecnologia di Mercedes propone un cambiamento radicale, prevedendo celle collegate in parallelo e controllate singolarmente grazie ai microconvertitori.
Il collegamento in serie delle celle e i suoi limiti
Ad oggi, per ottenere una tensione operativa sufficiente per alimentare i motori elettrici, le batterie utilizzano celle collegate in serie. Ogni cella agli ioni di litio eroga una tensione di circa 3,6-3,7 volt, e per raggiungere i 800 volt richiesti dai veicoli moderni sono necessarie quasi 200 celle. Un esempio concreto è rappresentato dalla futura Mercedes CLA elettrica, che avrà una batteria composta da 192 celle collegate in serie.
Questo tipo di architettura, tuttavia, comporta alcune limitazioni significative. Le prestazioni della batteria dipendono dalla cella meno efficiente, che può compromettere l’intero sistema. Inoltre, con la diminuzione dello stato di carica, la tensione della batteria si abbassa, portando a un aumento della corrente necessaria per mantenere una potenza costante. Questo incremento genera calore e riduce l’efficienza complessiva del sistema, penalizzando le prestazioni dell’auto.
Un altro problema riguarda la durata della batteria. Il collegamento in serie rende difficile il bilanciamento delle celle, accelerando il degrado di quelle più sollecitate. Questo riduce la vita utile complessiva della batteria, rappresentando un ostacolo sia in termini economici che di sostenibilità.
Come funzionano i microconvertitori e i vantaggi per le batterie
La nuova tecnologia di Mercedes prevede l’installazione di un microconvertitore su ogni cella della batteria, permettendo un controllo indipendente e una gestione ottimizzata delle prestazioni. In questa configurazione, le celle non sono più collegate in serie, ma in parallelo. Questo consente di regolare individualmente la tensione di uscita di ogni cella, mantenendo una tensione costante di 800 volt indipendentemente dallo stato di carica.
Grazie a questa innovazione, le celle possono lavorare al massimo delle loro capacità, senza essere penalizzate dalla presenza di altre meno performanti. Ciò si traduce in una maggiore efficienza e in una vita utile prolungata delle celle stesse. Inoltre, il sistema consente di caricare le celle singolarmente, migliorando il bilanciamento complessivo della batteria e riducendo il rischio di guasti.
Un altro aspetto rivoluzionario è la possibilità di combinare celle con chimiche differenti all’interno della stessa batteria. Questo significa che si potrebbero utilizzare contemporaneamente celle al litio-ferro-fosfato e celle al nichel-manganese-cobalto, ottimizzando il rapporto tra costi, densità energetica e durata. Inoltre, la nuova architettura permette di integrare celle di formati diversi, rendendo la progettazione delle batterie più flessibile e adattabile a diverse esigenze.
Questo approccio elimina la dipendenza dal numero di celle collegate in serie, rendendo la batteria più modulare e facile da mantenere. In caso di guasto, una singola cella può essere sostituita senza compromettere il funzionamento dell’intero sistema.
Un futuro più sostenibile e performante
La tecnologia dei microconvertitori rappresenta un cambio di paradigma per il settore delle batterie. Non solo migliora le prestazioni e la durata, ma consente anche di rendere la produzione più sostenibile. La possibilità di combinare diverse chimiche riduce la dipendenza da materiali critici, come il nichel e il cobalto, favorendo l’utilizzo di alternative più economiche e abbondanti.
Mercedes sta dimostrando ancora una volta di essere all’avanguardia nel settore dell’innovazione, proponendo soluzioni in grado di rendere le auto elettriche più affidabili ed efficienti. Con questa tecnologia, non solo si miglioreranno le prestazioni dei veicoli, ma si ridurrà anche l’impatto ambientale, segnando un passo importante verso un futuro più sostenibile e accessibile.
La combinazione di efficienza energetica, modularità e sostenibilità rende questa tecnologia una pietra miliare nell’evoluzione delle batterie per veicoli elettrici. Mercedes–Benz si posiziona così come leader nell’innovazione, pronta a guidare il settore verso nuovi standard di eccellenza.