Renault ZOE, i segreti della batteria
Batteria Renault ZOE: evoluzione e fattori “chiave” delle sue performance e della sua durata.
Batteria Renault ZOE. Uno dei segreti del successo della piccola berlina elettrica Renault ZOE (l’auto elettrica più venduta in Europa) è senza dubbio la sua batteria di trazione agli ioni di litio, sia in termini di autonomia sia in termini di durata e mantenimento delle performance nel tempo.
Come spiegato dal Dott. Bruno Delobel, Responsabile del Team di Sviluppo delle Batterie del Gruppo Renault,
- la ZOE è prodotta nello stabilimento francese di Flins e dispone di un’autonomia di guida NEDC di 400 km (modello R90);
- il motore elettrico viene prodotto nello stabilimento francese di Cleon, ha una potenza di 65 kW, una coppia massima di 220 Nm e un caricatore integrato da 22 kW in AC (modello R90);
- la batteria LG viene assemblata a Flins, ha un’energia utilizzabile di 41 kWh, e una tensione di 240 V – 403 V DC.
Batteria Renault ZOE: caratteristiche
Il pacco batterie della Renault ZOE ha le seguenti caratteristiche principali:
- energia utilizzabile: 41 kWh;
- potenza massima: 80 kW;
- tensione nominale: 360 V;
- peso: 300 kg (+21 kg rispetto al pacco batterie da 22 kWh).
Per raggiungere i 400 km NEDC l’architettura del pacco non è stata modificata, sono state apportate “soltanto” evoluzioni ai moduli e al software del BMS (Battery Management System).
Nella figura che segue viene riassunta la straordinaria evoluzione dell’autonomia NEDC della Renault ZOE a partire dall’anno 2013:
Come si è riusciti a passare da 240 km a 400 km e a migliorare la densità di energia delle celle? Secondo Delobel, il grosso passo in avanti è attribuibile in gran parte al design delle celle, per la precisione:
- 20%: chimica delle celle;
- 80%: design delle celle (riduzione della percentuale di materiale non attivo).
Batteria Renault ZOE: scenari presenti e futuri
Di seguito sono riportate le evoluzioni registrate e quelle attese (dopo il 2020) per il range della Renault ZOE:
Nell’immagine che segue vengono riportate le evoluzioni delle performance delle celle del pacco batterie della ZOE (unitamente a quelle auspicabili con una nuova tecnologia post ioni di litio), sia in termini di densità volumetrica (Wh/L) che di densità gravimetrica (Wh/kg):
Secondo Delobel, per passare da una densità di energia delle celle di 500 Wh/l ad una pari a 800 Wh/l, occorrerà continuare a lavorare sul design/dimensioni delle celle (“space optimization, thinner foils, high loading, separator, …”), ma soprattutto su una “nuova” chimica delle celle (“Ni-rich, Si-based anode, electrolyte, additives, …”).
Concludiamo con una breve digressione…
Batteria Renault ZOE: gestione della temperatura
La Renault ZOE ha dimostrato di poter fare affidamento su un efficiente sistema di raffreddamento della batteria (Battery Cooling), che consente di:
- mantenere le performance della batteria,
- assicurare i corretti tempi di ricarica, e
- garantire la durata della batteria.
La Renault ZOE, in realtà, utilizza il medesimo circuito (pompa di calore “reversibile”) per assolvere a tre funzioni principali:
- rinfrescare e deumidificare l’abitacolo;
- riscaldare l’abitacolo;
- raffreddare la batteria.
Di seguito è evidenziato il diffusore posteriore della Renault ZOE:
La batteria della ZOE è composta da 356 componenti, con 70 codici diversi. Queste sono le dimensioni:
- larghezza: 1280 mm,
- lunghezza: 1625 mm, e
- altezza: 330 mm.
Questo è il dettaglio della batteria, con la presa d’aria centrale e le due aperture di scarico laterali, e delle diramazioni del circuito di raffreddamento di cui è dotata:
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