Auto elettrica: batterie a basso voltaggio con sodio invece di piombo entrano in serie

Un produttore cinese di batterie ha lanciato batterie agli ioni di sodio per applicazioni a bassa tensione nei veicoli elettrici, segnando una nuova pietra miliare nella tecnologia di stoccaggio dell'energia automobilistica. L'azienda, Xupai, ha equipaggiato i veicoli del marchio BAIC Arcfox con queste batterie, che sostituiscono le tradizionali batterie al piombo-acido utilizzate nei sistemi elettrici delle auto. Questa innovazione introduce la tecnologia agli ioni di sodio nella produzione di massa, offrendo potenziali miglioramenti rispetto alle soluzioni esistenti in termini di durata, peso e sicurezza.

Le batterie al piombo-acido sono state lo standard per decenni, fornendo energia a bassa tensione per l'elettronica del veicolo, l'illuminazione e altri sistemi ausiliari. Tuttavia, sono associate a frequenti guasti e problemi di manutenzione, anche nelle automobili moderne. Mentre le tecnologie a base di litio come LFP (Lithium Iron Phosphate) hanno mostrato promesse nell'affrontare alcune di queste carenze, rimangono costose e si basano su materiali critici che pongono sfide alla catena di approvvigionamento. Le batterie agli ioni di sodio di Xupai sono progettate specificamente per applicazioni a bassa tensione, che servono come fonti di alimentazione ausiliarie per sistemi a bordo, tra cui infotainment, funzionalità di assistenza alla guida e unità di controllo.

L'azienda offre una gamma di batterie a ioni di sodio da 12V, 24V e 48V su misura per diversi usi, come batterie di avviamento per motori a combustione interna, sistemi stop-start, ibridi miti e alimentatori per veicoli elettrici a batteria. Queste batterie mirano a fornire prestazioni affidabili riducendo la dipendenza da risorse scarse. Le specifiche tecniche evidenziano i vantaggi delle batterie a ioni di sodio Xupai. Per la variante 12V, l'azienda afferma una durata di ciclo superiore a 3.000 cicli al 100% di profondità di scarica. Una versione start-stop dovrebbe durare fino a 180.000 cicli.

I risparmi di peso sono anche notevoli, con le batterie agli ioni di sodio che sono circa il 55% più leggere delle loro controparti al piombo-acido. Ogni modello include un sistema di gestione della batteria (BMS) compatibile con i protocolli di comunicazione CAN o CAN-FD, garantendo livelli di sicurezza funzionale che soddisfano gli standard ASIL B. I confronti con le batterie convenzionali al piombo-acido AGM o EFB rivelano differenze significative nelle prestazioni. Le batterie al piombo-acido tradizionali offrono in genere da 200 a 400 cicli ad alte profondità di scarica e densità di energia di circa 30 a 40 Wh / kg. Al contrario, le batterie agli ioni di sodio a bassa tensione raggiungono densità di energia di circa 80 a 110 Wh / kg, quasi tre volte superiori.

Un prototipo sviluppato dalla società di ingegneria tedesca IAV e dal produttore cinese di celle HiNa ha dimostrato capacità impressionanti, caratterizzate da un sistema a 12 V con una capacità di 70 Ah e una densità di energia di 840 Wh in soli 10 kg, che opera in un intervallo di temperatura da -40 ° C a +60 ° C durante la scarica. Le considerazioni di sicurezza sono un altro vantaggio chiave della tecnologia a ioni di sodio. A differenza delle chimiche a base di litio come NMC o NCA, le celle a ioni di sodio presentano una minore suscettibilità alla fuga termica.

Le celle sono sottoposte a test contro lo standard cinese GB / T-31485 per la resistenza alla sovraccarica, e i sistemi BMS integrati monitorano la tensione e la temperatura, consentendo l'arresto controllato in caso di cortocircuiti. Xupai posiziona le sue batterie come sostituti plug-and-play in dimensioni standard, che richiedono modifiche minime ai sistemi elettrici del veicolo. Il coinvolgimento di BAIC si estende oltre le applicazioni a bassa tensione. Il dipartimento di ricerca dell'azienda ha sviluppato una cella prismatica a ioni di sodio con una densità di energia superiore a 170 Wh / kg, in grado di caricare rapidamente a una velocità di 4C in circa 11 minuti.

Questo sviluppo punta a una più ampia integrazione della tecnologia agli ioni di sodio nei sistemi di batterie di trazione, espandendo ulteriormente il suo ruolo nel panorama dei veicoli elettrici.