L’elettrificazione dei trasporti e, nella fattispecie, la penetrazione sul mercato di veicoli pesanti a trazione elettrica, sta rapidamente interessando il settore della logistica.
La Supply Chain è infatti dominata da una domanda oltremodo accelerata, per non dire sincopata, di servizi che rispondano ad esigenze di flessibilità e scalabilità quasi in tempo reale: le aziende stesse condividono queste necessità, ponendole in cima alla loro lista dei desiderata, ed è il motivo per cui i grandi gruppi logistici esplorano e adottano sempre più innovazioni tecnologiche. Meglio ancora se si tratta di soluzioni sostenibili.
Una fetta della logistica, quella che si occupa di trasporti su gomma a lungo, medio e corto raggio, in particolare il Last Mile, è quindi fortemente interessata dall’elettrificazione dei veicoli, che vede in essa un campo di applicazione pressoché ideale.
Il mondo dei trasporti pesanti, ossia dei camion e dei TIR, sta vivendo, dal punto di vista dello sviluppo tecnologico, un momento di transizione: alcune tra le principali tendenze nell’elettrificazione dei veicoli pesanti includono il passaggio dai sistemi idraulici e ad aria compressa dei servizi di bordo a quelli elettrici, cui si somma l’implementazione di tecnologie drive-by-wire e steer-by-wire.
Tutte queste soluzioni portano con sé una nuova esigenza, ossia disporre di reti di alimentazione a bassa tensione sempre più potenti e sicure nei veicoli pesanti.
L’alimentazione a bassa tensione
L’alimentazione a bassa tensione sta diventando di importanza cruciale nell’architettura dei veicoli pesanti, in quanto sta andando a sostituire tutti quesi sistemi che tradizionalmente facevano funzionare i servizi in cabina.
I veicoli pesanti moderni dispongono, rispetto al passato, di funzioni molto più avanzate, che, con l’aumento dell’elettrificazione, richiedono sempre più potenza cui attingere.
Secondo le aziende produttrici di drivetrain elettrici, la potenza richiesta dai veicoli pesanti è destinata a raddoppiare nei prossimi anni (come sostiene il produttore tedesco Clarios), con l’implementazione di sempre nuovi dispositivi – di fatto, le cabine di guida stanno divenendo dei ‘centri di controllo’ informatizzati.
Se, storicamente, gli alternatori producevano tra 1.000 e 1.500 watt, oggi si parla di 4.000 watt di potenza continua per supportare dispositivi di varia natura, siano essi parte dell’allestimento del mezzo o accessori per il comfort del guidatore.
L’aumento di potenza richiesta si deve in realtà a diversi fattori: i sistemi avanzati di assistenza alla guida, la presenza di sempre più telecamere a bordo, la connettività e tutto quanto sia al servizio del comfort del conducente necessitano di un’alimentazione costante.
La presenza simultanea di così tanti sistemi che assorbono energia fa sì che lo stress per i pacchi batteria sia in aumento e, dunque, la ricerca guarda allo sviluppo di unità sempre più robuste e affidabili. Come per qualsiasi prodotto da rodare, occorrono anni di test da parte degli OEM per sviluppare pacchi batterie che soddisfino queste esigenze: in media, passano almeno quattro o cinque anni prima del lancio di un nuovo modello, un lasso di tempo che serve per comprenderne i carichi, metterne a punto la gestione software e l’elettronica necessarie al suo funzionamento.
La ridondanza nei sistemi elettronici
Oltre alla maggiore potenza, i veicoli pesanti necessitano di criteri di ridondanza nell’architettura elettronica per garantire che i sistemi di sicurezza critici non vengano interrotti.I sistemi devono essere continuamente connessi e aggiornati, il che crea a sua volta una nuova esigenza legata allo stoccaggio e alla capacità di reggere cicli di ricarica da parte delle batterie, ma anche al riciclo di quelle unità che non rispondono più al massimo dell’efficienza.
Le batterie dei veicoli pesanti, di fatto, non dormono mai: parte dei sistemi di bordo di un camion non si spengono mai – localizzazioni satellitari, antifurti, celle frigorifere – e così le batterie devono affrontare picchi di consumo energetico anche quando il motore è spento.
Batterie agli ioni di sodio o super condensatori?
Per soddisfare le esigenze elencate, l’industria delle batterie e degli accumulatori sta cercando nuove soluzioni, in grado di ovviare ad alcuni limiti delle attuali unità agli ioni di litio.
Il problema principale è costituito da una triade di fattori riassumibili in disponibilità delle materie prime, costo e cicli di ricarica lavorando a bassa tensione – con attenzione ai picchi di potenza.
Una delle tendenze attuali vede sotto la lente le potenzialità degli gli ioni di sodio, che potrebbero sostituire gli ioni di litio grazie ai loro vantaggi in termini di maggior reperibilità della materia prima (diffusissima in natura e non legata a minerali ‘critici’), alla riduzione dei rischi della catena di approvvigionamento, che per il litio dipende da alcuni Paesi, e al potenziale risparmio sui costi del 15-20%.
Un’altra strada sondata è l’uso di supercondensatori: si tratta di una tecnologia in grado di fornire picchi di potenza istantanei e che può essere affiancata ai normali pacchi batteria, assorbendo solo quel determinato tipo di richiesta. Alcuni sistemi, come quelli di telaio ad assetto attivo, non possono farne a meno, in quanto un normale inverter non è capace ad erogare tali picchi di potenza nel tempo necessario. I supercondensatori possono anche aiutare a ridurre le emissioni di carbonio e ad aumentare l’efficienza del consumo energetico.
Nei prossimi tempi, dunque, vedremo nuove batterie con architetture innovative e il settore dei veicoli pesanti è candidato a fare da apripista per le applicazioni.
