Così la batteria della Mercedes-AMG GT evita il surriscaldamento
Chimica e forma delle celle impediscono al calore di svilupparsi nella supercar elettrica
Le batterie delle auto elettriche vivono una vita tutt’altro che semplice. Oscillazioni di temperatura, sollecitazioni da strade dissestate, accelerazioni “a tavoletta” e ricariche rapide possono spingere le celle al limite.
L’effetto combinato genera quantità enormi di calore, e gestirlo è ciò che fa la differenza tra una batteria affidabile e una potenzialmente pericolosa.
Oggi, però, esistono celle capaci di sopportare le estreme condizioni dei veicoli elettrici ad alte prestazioni. E la nuova Mercedes-AMG GT 4-Door Coupe mette in luce diverse di queste innovazioni.
Nella sua ultima generazione, la super-sedan abbandona il motore V8 a favore di un powertrain completamente elettrico.
Il design divisivo e numeri da prima pagina come 1.153 cavalli e 600 kilowatt di potenza di ricarica di picco hanno attirato attenzione. Ma sotto la carrozzeria, alcuni dettagli della batteria sono passati quasi inosservati. Due in particolare: l’anodo al silicio e un sistema di raffreddamento sovradimensionato.
Il segreto delle prestazioni è nell’anodo al silicio
Partiamo dalle basi. La batteria da 106 kilowattora di capacità utilizzabile offre fino a 700 chilometri di autonomia nel ciclo europeo WLTP. L’auto vanta una delle ricariche più veloci sul mercato, con un tempo dichiarato dal 10% all’80% di 11 minuti.
L’anodo al silicio è ciò che rende possibile questa prestazione di ricarica. L’anodo è la parte della cella responsabile di quanta energia può essere immagazzinata e di quanto velocemente la batteria può caricarsi.
I produttori hanno tradizionalmente utilizzato anodi in grafite per la loro stabilità e densità energetica. Ma con la Cina che mantiene il controllo sulle catene di approvvigionamento — e con crescenti preoccupazioni ambientali legate all’estrazione — i costruttori stanno ora integrando anodi silicio-grafite come soluzione intermedia. L’obiettivo finale è eliminare del tutto la grafite, sostituendola al 100% con silicio o con alternative di grafite sintetica.
Mercedes-AMG non è sola in questo percorso. Diverse aziende stanno lavorando sugli anodi al silicio, tra cui General Motors e startup come Group14 e Sila. Vale però la pena notare che gli anodi al silicio sono ancora una tecnologia di nicchia: sono disponibili in quantità limitate, ma non ancora abbastanza economici o scalabili per competere con la grafite su larga scala.
Sulla AMG GT, l’anodo contenente silicio raggiunge una densità energetica a livello di cella di 298 wattora per chilogrammo, valore tra i più alti tra le celle automotive disponibili. Il catodo, invece, utilizza una combinazione di nickel, cobalto, manganese e alluminio (NCMA), una chimica associata tradizionalmente a maggiore autonomia e migliori prestazioni energetiche.
Questa combinazione, secondo Mercedes-AMG, permette alla vettura di ricaricare fino a 600 kW, recuperare quasi 250 miglia di autonomia EPA in soli 10 minuti e fornire una potenza di scarica costante capace di sostenere oltre 1.000 cavalli.
Così niente surriscaldamento
Ma per gestire prestazioni di questo livello, Mercedes-AMG ha sviluppato diversi sistemi di raffreddamento e una nuova architettura delle celle. Il costruttore utilizza celle cilindriche alte e strette, con 4,1 pollici di altezza e 1 pollice di diametro. Questo diametro ridotto, spiega l’azienda, diminuisce la distanza tra il nucleo della cella e la superficie, migliorando la dissipazione del calore.
Le celle sono inoltre racchiuse in involucri di alluminio saldati al laser, che consentono un raffreddamento o riscaldamento più rapido. Il liquido refrigerante scorre uniformemente attorno a ciascuna delle 2.660 celle individuali per dissipare il calore. Mercedes ha anche introdotto un sistema di “raffreddamento on-demand” per mantenere temperature uniformi tra i diversi moduli della batteria: se una parte del pacco si surriscalda, viene raffreddata in modo mirato, invece di aumentare il flusso di refrigerante su tutto il sistema con possibili sprechi energetici o raffreddamenti eccessivi.
Al centro del sistema ci sono una pompa del refrigerante, uno scambiatore di calore olio-acqua e un hub centrale del circuito. La pompa spinge il refrigerante attraverso il pacco batterie, mentre lo scambiatore rimuove il calore. L’hub centralizza e ottimizza il flusso, contribuendo anche al raffreddamento mirato di altri componenti: ad esempio, se la batteria è già alla temperatura ideale, il sistema può deviare il refrigerante verso unità di trazione elettrica che necessitano di maggiore raffreddamento.
Nel complesso, Mercedes-AMG afferma che questi sistemi possono rimuovere circa 20 kilowatt di calore, molto più dei 5–8 kW tipici dei sistemi di gestione termica delle batterie.
Sulla carta, tutto questo è impressionante. Ma la vera prova arriverà quando la AMG GT sarà effettivamente su strada e, soprattutto, negli anni successivi, quando si capirà se la batteria saprà mantenere prestazioni elevate con una degradazione minima nel tempo. L’auspicio più grande, però, è che queste tecnologie arrivino anche sui modelli di massa: velocità di ricarica così elevate non dovrebbero restare un privilegio riservato a veicoli da sei cifre.
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