Il mercato delle vetture elettriche è cresciuto in tutte le nazioni dell’Unione europea: le immatricolazioni sono raddoppiate, soprattutto per i modelli più costosi. In parallelo, però, ci si interroga sul tema della sicurezza di questa nuova generazione di veicoli, benchè negli ultimi anni siano stati fatti decisi passi in avanti. Di seguito una guida informativa per provare a capire se i veicoli elettrici, in caso di incidente, sono più sicuri di quelli termici.
Componenti a rischio
Tra gli elementi con maggior rischio di incendio ci sono il circuito elettrico e la batteria. In particolare, il rischio di surriscaldamento della batteria viene gestito da sistemi di protezione a vari livelli. Un primo livello attivo, costituito dal Bms (battery management system), controlla il sistema di raffreddamento (ad aria o liquido) e l’operatività della batteria (evitando scariche o cariche a correnti eccessive tali da generare surriscaldamento). Una serie di sistemi di più basso livello poi fa comunque in modo che, in caso di abuso, si evitino scenari distruttivi: dai più tradizionali come fusibili e materiali estinguenti, ai più specifici e a livello delle singole celle. Nel caso di estrema sovratemperatura il rischio più temuto è quello di raggiungere la cosiddetta deriva termica (Thermal runaway), ovvero quel punto di non-ritorno (generalmente oltre i 100/120°C) nel quale si rischia l’attivazione di una catena di eventi che possono portare all’incendio della batteria e/o al suo scoppio. Questi eventi in generale derivano dall’instabilità alle alte temperature dell’elettrolita ed elettrodi che portano a reazioni indesiderate di generazione di prodotti gassosi in reazioni che, a loro volta, contribuiscono ad aumentare la temperatura della batteria.
Quali sono le situazioni che possono favorire l’incendio?
A favorire un incendio è il surriscaldamento del componente, nonché importanti urti e penetrazioni di corpi estranei che danneggiano meccanicamente la struttura interna della batteria, potenzialmente portando a contatto gli elettrodi generando un cortocircuito interno. Per prevenire ciò, le batterie sono tipicamente alloggiate in compartimenti stagni ed estremamente robusti che fanno parte del telaio stesso, ed i singoli modelli di cella per raggiungere l’omologazione devono dimostrare intrinseca sicurezza superando con successo decine di test quali drop test, nail penetration o crushing.
Come intervenire in caso di incendio?
Una batteria contiene potenzialmente tutto ciò che serve ad una combustione, a partire dal litio (elemento estremamente reattivo) e compreso l’ossidante (gli elettrodi positivi tipicamente contengono ossigeno in diverse forme), e una volta avviata l’effettiva combustione è possibile tentare di confinarla e rallentarla raffreddandola (usando grandi quantità di acqua), ma è molto difficile interromperla. Ultimamente si stanno diffondendo specifici prodotti a base di vermiculite, che ha proprietà estinguenti ed ignifughe vantaggiose.
Sicurezza: auto elettrica vs vettura termica
Certamente ogni veicolo termico porta con sé una quantità di combustibile liquido corrispondente a energie superiori a quelle immagazzinate nelle batterie al litio (che non sono un combustibile). La batteria di un odierno veicolo elettrico ad alta autonomia può arrivare a immagazzinare fino a 80 kWh di energia, mentre il serbatoio pieno di un tradizionale veicolo a combustione può arrivare a essere fino a 5-6 volte superiore, a seconda si tratti di benzina o gasolio. Oltre a questo, sicuramente la massa più elevata di un veicolo elettrico, dovuto alla massa delle batterie, deve essere anche considerato in caso di impatto. Negli ultimi anni c’è stato un grosso passo in avanti in merito alla sicurezza delle auto elettriche, soprattutto in virtù della presenza di accumulatori con Bms (sistema elettronico per il controllo completo di tutte le funzioni diagnostiche e di sicurezza per la gestione dell’alta tensione a bordo del veicolo e il bilanciamento della carica elettrica) più sofisticati. Resta da valutare quali saranno i successivi passi in avanti sotto questo punto di vista, quali saranno le strategie che possono essere messe in campo dai costruttori per tenere sotto controllo la sicurezza. Di sicuro, lo sviluppo tecnologico delle batterie al litio è tra i temi attuali più studiati: il passaggio da un elettrolita liquido ad una batteria allo stato solido è sempre più concreto ed è tra i progressi più attesi in quanto consentirebbe di portare ad un non trascurabile aumento della densità di energia delle batterie, che a parità di massa ed ingombro garantirebbero autonomie molto più elevate.
Il dilemma del peso
Il tema dell’autonomia è strettamente legato al peso del veicolo che, a sua volta, rappresenta ancora una delle principali sfide per i produttori di vetture elettriche; anche se si stanno sviluppando soluzioni promettenti che possono portare a un miglioramento delle prestazioni dei veicoli, i produttori stanno cercando di ridurre il peso dei veicoli attraverso la progettazione intelligente, utilizzando la simulazione al computer per trovare modi per ridurre il peso senza compromettere la sicurezza o il comfort dell’auto (utilizzando la fibra di carbonio, un materiale molto più leggero dell’acciaio, per creare componenti come il telaio e la carrozzeria dell’auto, anche se il suo costo elevato resta un limite da considerare).
(D.R.)