Quanto dura la batteria di un'auto elettrica?

Lo stato di salute della batteria del veicolo elettrico si riferisce alle condizioni e alle prestazioni della batteria nel corso del tempo. Misura la capacità della batteria di immagazzinare ed erogare energia rispetto alla sua capacità iniziale. Mantenere la batteria in buono stato di salute è fondamentale per garantire autonomia, efficienza e prestazioni complessive ottimali del veicolo.

Ma quanto durano queste batterie nel mondo reale? Analizzando i dati provenienti da 10.000 veicoli elettrici, abbiamo rilevato modelli, fattori e informazioni utili che dipingono un quadro più chiaro della durata di queste batterie e di come sfruttarle al meglio.

Quanto dura la batteria di un veicolo elettrico?

Quando abbiamo analizzato lo stato di salute delle batterie dei veicoli elettrici nel 2019, abbiamo riscontrato che il degrado a cui erano soggette aveva un tasso medio annuo del 2,3%. Da un nuovo studio condotto nel 2024, è emerso un miglioramento significativo: il tasso di degrado è sceso all'1,8% all'anno. Questo miglioramento mette in evidenza come i progressi tecnologici in corso influiscano positivamente sulla durata delle batterie.

Secondo una ricerca di Geotab, le batterie potrebbero durare almeno 20 anni se venisse mantenuto questo dato. Questa evidenza è particolarmente incoraggiante per gli operatori delle flotte aziendali, posti sotto pressione per ridurre le emissioni di CO₂.

Il passaggio all'elettrico è il modo più efficace per ridurre le emissioni e i dati telematici forniscono le giuste informazioni per sanare i dubbi sulla convenienza di sostituire i veicoli con motore a combustione interna (ICE) con i veicoli elettrici.

Dai dati recenti raccolti da Geotab emerge che:

• Oggi, il 75% dei veicoli commerciali leggeri potrebbe essere sostituito da veicoli elettrici equivalenti.
• Ciascun veicolo elettrico potrebbe generare un risparmio di 15.900 dollari per tutta la sua durata.

Le auto elettriche perdono autonomia nel tempo?

Sì, nel corso del tempo le auto elettriche perdono la capacità di percorrere lunghe distanze a causa del deterioramento delle batterie. Tuttavia, con un tasso medio di degrado di appena l'1,8% all'anno, i veicoli elettrici dovrebbero riuscire a mantenere l'autonomia completa per oltre un decennio, garantendo funzionalità e valore a lungo termine.

Quali sono i fattori comuni che influiscono sulla durata della batteria?

I veicoli elettrici moderni a batteria (BEV) e i veicoli elettrici ibridi plug-in (PHEV) utilizzano principalmente batterie agli ioni di litio, note per la loro efficienza e durata. Tuttavia, i fattori che influenzano la durata di queste batterie sono diversi e rappresentano il motivo per cui la loro autonomia può diminuire nel corso del tempo:

• Età: tutte le batterie si deteriorano con il passare del tempo, riducendo la loro capacità.
• Temperatura: il calore o il freddo estremo accelerano l'usura, evidenziando l'importanza di gestire l'azione termica in modo ottimale.
• Stato operativo della ricarica: mantenere la ricarica tra il 20% e l'80% sottopone la batteria a una minore sollecitazione.
• Confronto tra ricarica CA e ricarica CC: una ricarica CC rapida più frequente può accelerare il degrado della batteria rispetto a una ricarica CA più lenta.
• Utilizzo (cicli energetici): ogni ciclo carica/scarica influisce in qualche misura sulla capacità della batteria.
• Composizione chimica della batteria: il tipo di ioni di litio, come NMC o LFP, varia in termini di durata.
• Sistema della batteria e gestione termica: queste caratteristiche contribuiscono a mantenere l'efficienza e a prevenire il surriscaldamento.

Per ridurre la preoccupazione per l'autonomia della batteria, è possibile utilizzare gli strumenti diagnostici per monitorare le prestazioni e stabilire le priorità di manutenzione, fattore chiave per prolungarne la durata.

Esiste una differenza di durata in base alla marca, al modello e all'anno? 

Sì, la durata della batteria varia a seconda della marca, del modello e dell'anno del veicolo. Due fattori chiave sono la composizione chimica della batteria e il sistema di gestione termica. Le sostanze chimiche agli ioni di litio rispondono in modo esclusivo alle sollecitazioni e le tecniche di raffreddamento a liquido o ad aria possono influire in modo significativo sul tasso di degrado.

Per la durata della batteria è meglio il raffreddamento a liquido o ad aria?

I sistemi di raffreddamento a liquido sono migliori rispetto ai sistemi di raffreddamento ad aria passivi. Come si evince dalla Figura 1, la Tesla Model S del 2015, che utilizza il raffreddamento a liquido, registra un tasso medio di degrado del 2,3%. Al contrario, la Nissan Leaf del 2015, con raffreddamento ad aria passivo, mostra un tasso molto più elevato, pari al 4,2%. 

Questi dati mostrano come un sistema di gestione termica efficace possa rallentare sensibilmente il degrado delle batterie.

Figura 1: confronto tra il degrado della batteria della Tesla Model S 2015 (con raffreddamento a liquido) e della Nissan Leaf 2015 (con raffreddamento ad aria passivo).

Che cos'è il degrado della batteria dei veicoli elettrici?

Il  degrado della batteria dei veicoli elettrici è un processo naturale che riduce in modo permanente la quantità di energia che una batteria può accumulare o la quantità di potenza che può erogare. Le batterie dei veicoli elettrici in genere sono in grado di erogare più potenza di quella che i componenti del gruppo propulsore sono in grado di gestire. Di conseguenza, raramente il calo della potenza è osservabile nei veicoli elettrici e ciò che conta è la perdita della capacità di immagazzinare energia.

La definizione delle condizioni di una batteria per veicoli elettrici viene espressa con l'acronimo SOH (State of Health), ovvero stato di salute. La vita delle batterie inizia con il 100% di SOH, che diminuisce nel tempo con il loro deterioramento. Ad esempio, una batteria da 60 kWh con il 90% di SOH funziona come una batteria da 54 kWh.

Le batterie delle auto elettriche si deteriorano?

Sì, proprio come tutte le batterie, anche quelle dei veicoli elettrici si deteriorano nel corso del tempo. Tuttavia, in media le batterie dei veicoli elettrici presentano livelli elevati di sostenimento dello stato di salute e, oltretutto, il tasso di degrado sta migliorando nei modelli più recenti.

Dalla nostra ultima ricerca emerge che le batterie per veicoli elettrici si degradano in media dell'1,8% all'anno. L'analisi del 2019 aveva rilevato un tasso annuo medio del 2,3% (che risultava già abbastanza buono). Vedere la Figura 2 in basso che mostra il tasso di degrado della batteria degli 11 modelli di veicoli elettrici (in inglese) analizzati.

Figura 2: tasso medio di degrado della batteria di alcuni modelli di veicoli elettrici nell'arco di cinque anni.

Il degrado delle batterie è lineare? 

Sebbene la nostra analisi mostri un andamento abbastanza lineare, di norma, si prevede che il degrado delle batterie dei veicoli elettrici proceda in modo non lineare: all'inizio si verifica un calo, che continua quindi nel tempo, ma a un ritmo molto più moderato. Verso la fine del ciclo di vita, ci si può aspettare una flessione significativa dello stato di salute della batteria, come mostrato nella tabella in basso.

Figura 3: curva del degrado previsto per la batteria.

In che modo la temperatura influisce sul degrado della batteria?

La temperatura svolge un ruolo importante nel degrado delle batterie. Le batterie esposte ad alte temperature si degradano più rapidamente rispetto a quelle in climi più freddi. Ad esempio, un veicolo elettrico in Arizona avrà una durata della batteria diversa rispetto allo stesso veicolo utilizzato in Norvegia.

Per analizzare questo aspetto, abbiamo raggruppato i veicoli in base al clima:

• Clima temperato: meno di cinque giorni all'anno con una temperatura superiore a 27 °C o inferiore a -5 °C
• Clima caldo: più di cinque giorni all'anno con una temperatura superiore a 27 °C

Figura 4: le batterie esposte a giornate di caldo intenso si degradano più velocemente di quelle che si trovano in climi temperati.

Come illustrato nella Figura 4, i veicoli elettrici in climi caldi subiranno un calo più rapido dell'efficienza della batteria. Questo è preoccupante per le flotte che operano in zone geografiche con temperature elevate e le strategie di manutenzione possono davvero aiutare. Ottimizzare le abitudini di ricarica dei veicoli elettrici e utilizzare sistemi di gestione termica sono pratiche essenziali per mantenere la batteria in buone condizioni.

L'uso elevato del veicolo influisce sul livello di degrado della batteria?

Sorprendentemente, la nostra ricerca ha rilevato che i veicoli elettrici con un uso intensivo non presentano un degrado della batteria significativamente maggiore rispetto ai veicoli utilizzati di meno. È una notizia incoraggiante, visto che i veicoli elettrici offrono maggior valore se guidati più frequentemente.

I punti chiave da ricordare? I veicoli elettrici possono essere utilizzati senza problemi in cicli di lavoro ad alta domanda senza preoccuparsi dell'usura accelerata della batteria, a condizione che rimangano nei limiti e nei requisiti di guida giornalieri. Tuttavia, l'uso frequente della ricarica rapida CC per i veicoli ad uso intensivo può contribuire ad accelerare il degrado della batteria.

Figura 5: i veicoli ad alto e basso utilizzo presentano livelli simili di deterioramento della batteria.

In che modo i metodi di ricarica influiscono sullo stato di salute della batteria?

Confrontando i veicoli a uso intensivo con i veicoli a uso ridotto che impiegano la ricarica CC non emerge alcun impatto significativo sul tasso di degrado della batteria. 

Tuttavia, analizzando lo stesso modello di veicolo in una situazione di uso intensivo, in condizioni climatiche e potenza di carica diverse, abbiamo osservato una forte correlazione tra clima ad alte temperature, frequenza della ricarica ad alta potenza e degrado della batteria.

Siamo stati in grado di esaminare il livello di carica predominante usato per i veicoli elettrici nel nostro sistema. Le stazioni di ricarica elettrica in Nord America sono classificate in tre tipi comuni:

• Livello 1 CA (120 V): normale presa domestica presente in Nord America
• Livello 2 CA (240 V): tipico per la ricarica domestica o di flotte
• Caricatore veloce a corrente continua (DCFC): per ricariche più veloci

Esiste una differenza osservabile nello stato di salute della batteria nelle auto solitamente ricaricate al livello 2 rispetto a quelle che utilizzano il livello 1, ma la differenza non è statisticamente significativa.

Figura 6: confronto tra il livello di degrado della batteria dei veicoli caricati principalmente al livello 1 rispetto al livello 2.

L'uso di apparecchiature DCFC sembra invece avere un impatto significativo sulla velocità di deterioramento delle batterie. La ricarica rapida di una batteria implica l'uso di corrente alta che si traduce in temperature elevate ed è noto che entrambi i fattori mettono sotto sforzo le batterie. Molte case automobilistiche consigliano infatti ai conducenti e ai fleet manager di limitare l'uso della ricarica rapida CC per evitare di accelerarne il degrado.

In basso, sono raffigurati tutti i veicoli elettrici a batteria operanti in aree con climi caldi, analizzati in base alla frequenza di utilizzo di apparecchiature DCFC: mai, occasionalmente (0-3 volte al mese) o frequentemente (più di 3 volte al mese).

Figura 7: il deterioramento della batteria sembra essere fortemente correlato all'uso di caricatori DCFC nei veicoli che operano in condizioni climatiche stagionali o in climi caldi.

In che modo lo stato di ricarica influisce sulla durata della batteria?

Lo stato di ricarica (SOC) indica la quantità di energia che una batteria accumula rispetto alla sua capacità totale. Una batteria completamente carica ha uno stato di carica del 100%, mentre una batteria completamente scarica è a 0%. Tuttavia, la carica "utilizzabile" è spesso inferiore a causa dei buffer implementati per proteggere lo stato di salute della batteria.

Il funzionamento di una batteria quasi completamente carica o scarica può ridurne la durata e di conseguenza le case automobilistiche aggiungono i buffer per evitare livelli di carica estremi. I buffer limitano la capacità di ricarica mediante impostazioni di fabbrica, garantendo che la batteria non raggiunga regolarmente i livelli di ricarica massima o minima.

Figura 8: i buffer di protezione della batteria controllano lo stato di carica utilizzabile di un veicolo elettrico.

Molti veicoli elettrici moderni, come quelli Tesla, possono regolare le dimensioni del buffer mediante aggiornamenti software OTA, estendendo la durata della batteria. Alcuni produttori consentono agli utenti di impostare un limite di carica personalizzato (ad esempio, con il blocco al 75% anziché al 100%), contribuendo a prolungare ulteriormente la durata della batteria.

In che modo l'effetto buffer influenza la durata della batteria?

L'effetto buffer è progettato per proteggere le batterie dal degrado, impedendo che si ricarichino a livelli troppo alti o si scarichino al minimo. Le case automobilistiche utilizzano i buffer per prolungare la durata della batteria; più grande è il buffer minore è l'energia disponibile per la guida ma i tasso di degrado è ridotto.

Ad esempio, la Chevrolet Volt (ora fuori produzione) utilizzava buffer più grandi o più bassi che venivano regolati dinamicamente man mano che la carica della batteria andava esaurendo. Questo design rallentava mediamente il degrado della batteria, dimostrando il vantaggio dei buffer nell'estendere la durata della batteria.

Figura 9: degrado della batteria di una  Kia Soul EV nel tempo, rispetto a tutti gli altri veicoli.

Quante sono le batterie sui cui eseguire la manutenzione?

I veicoli elettrici sono generalmente dotati di due tipi di batterie: la batteria principale ad alta tensione, che alimenta il veicolo, e una batteria da 12 V che gestisce funzioni elettriche ausiliarie come le luci di alimentazione, il sistema di infotainment e i sistemi di controllo del veicolo. 

Mentre la batteria ad alta tensione, per sua concezione, richiede una manutenzione predittiva ridotta, la batteria da 12 V deve comunque essere controllata regolarmente, poiché potrebbe usurarsi nel tempo. Entrambe le batterie vanno comunque monitorate per garantire che il veicolo funzioni in modo efficiente e alcuni produttori offrono sistemi che aiutano a osservarne lo stato.

Qual è lo scopo della batteria da 12 V in un veicolo elettrico?

La batteria da 12 V di un veicolo elettrico alimenta i sistemi essenziali come le luci, gli alzacristalli elettrici, il sistema infotainment e altri componenti ausiliari. Anche se non alimenta il motore, garantisce il corretto funzionamento di tutti gli impianti a bassa tensione, anche quando il veicolo è spento.

Cosa succede alle batterie delle auto elettriche quando si scaricano?

Quando la batteria di un'auto elettrica si scarica, non può più immagazzinare o erogare energia sufficiente per alimentare il veicolo. A seconda della gravità del problema, potrebbe essere necessario sostituirla. 

Tuttavia, molte batterie sono progettate per durare diversi anni e, in caso di deterioramento, i produttori possono offrire programmi di riciclaggio per contribuire allo smaltimento o al riutilizzo sicuro di una batteria scarica.

Come mantenere una batteria in buono stato di salute e prolungarne la durata

Sebbene alcuni fattori esulino dal controllo dell'operatore, esistono diverse best practice che i conducenti e i fleet manager possono implementare per prolungare la durata delle batterie e, di conseguenza, la durata complessiva dei veicoli elettrici.

Ridurre la temperatura

L'esposizione ad alte temperature accelera il degrado della batteria, rendendo essenziale mantenere i veicoli elettrici a temperature moderate per garantire un funzionamento ottimale e un deterioramento delle batterie mediamente più lento. Se si sta valutando l'acquisto di un veicolo, considerare i modelli con batterie a raffreddamento a liquido che offre una protezione migliore rispetto al raffreddamento ad aria.

Controllare il livello di carica

Per uno stato di salute ottimale della batteria, ridurre al minimo la carica rapida CC, in particolare per le flotte che utilizzano cicli di lavoro con cicli di utilizzo elevato. Se i veicoli rimangono parcheggiati durante la notte, la ricarica di livello 2 dovrebbe essere sufficiente. 

Evitare di lasciare i veicoli con la batteria completamente carica o scarica; l'ideale è mantenere il livello di carica tra il 20% e l'80%, in particolare nei periodi di inattività prolungati. Se disponibili, utilizzare impostazioni buffer regolabili per automatizzare questo processo e riservare le cariche complete per i viaggi a lunga distanza.

Mettere in funzione i veicoli

Ottimizzare l'uso dei veicoli elettrici. L'uso intensivo del veicolo non influisce negativamente sulla durata della batteria, quindi è possibile ridurre il costo totale di proprietà aumentando le ore di utilizzo su strada. 

Infatti, mantenere i veicoli elettrici in condizioni di funzionamento regolare può favorire uno stato di salute ottimale della batteria; mantenere costanti i cicli di carica ed evitare periodi di inattività prolungati può migliorarne l'efficienza. Tuttavia, è importante ricordare che l'uso frequente della carica CC, specialmente nei climi caldi, può accelerare il deterioramento.

Prestare attenzione ai dati della batteria

I dati telematici sono fondamentali per comprendere lo stato delle batterie della flotta. Con le soluzioni per la gestione della flotta elettrica, è possibile monitorare in tempo reale la capacità della batteria, tenere traccia del tasso di degrado e prendere decisioni basate sui dati per prolungare la durata del veicolo. Questi dati consentono di prendere decisioni proattive o correttive, garantendo che i veicoli rimangano efficienti ed economicamente convenienti.

Che cos'è lo strumento di analisi del degrado della batteria dei veicoli elettrici di Geotab?

Lo strumento di analisi del degrado della batteria di Geotab fornisce informazioni preziose sul deterioramento delle batterie nel corso del tempo. Lanciato per la prima volta nel 2019, lo strumento consente ai fleet manager di confrontare il livello di degrado tra vari modelli di auto elettriche, aiutandoli a prendere decisioni basate sui dati in merito all'adozione di veicoli elettrici e alla gestione della flotta (in inglese). 

I dati utilizzati nello strumento provengono dal database telematico completo di Geotab che include i dati delle prestazioni nel mondo reale di una vasta gamma di veicoli elettrici in funzione. 

Sebbene lo strumento offra un'analisi dettagliata dello stato di salute e del degrado delle batterie, bisogna tenere presente che non include i dati raccolti dopo il 2019. Tuttavia, lo strumento rimane fondamentale per comprendere la tendenza delle prestazioni delle batterie e il comportamento dei vari modelli nel tempo. 

La nostra speranza è che questi dati aiutino a individuare i veicoli elettrici che meglio si adattano alle esigenze operative e agli obiettivi di sostenibilità di ciascuna flotta.

In sintesi, i nostri dati mostrano che le batterie dei veicoli elettrici si deteriorano lentamente, con un calo medio delle prestazioni di appena l'1,8% all'anno. Seguendo le best practice per la ricarica e l'utilizzo, è possibile sostituire i veicoli con motore a combustione interna con veicoli a batteria elettrica che dura ben oltre la vita utile del veicolo. Pronto per il passaggio? 

Scopri come l'analisi di sostenibilità dei veicoli elettrici (EVSA) di Geotab può aiutarti a identificare i migliori veicoli elettrici per la tua flotta e massimizzarne le prestazioni.