La batteria dei veicoli elettrici non è più semplicemente un componente che deve dimostrare sicurezza elettrica e in caso d’urto prima che un veicolo ottenga l’omologazione. Sta diventando uno dei sistemi più strettamente regolamentati lungo l’intero ciclo di vita del veicolo.
La conformità delle batterie per veicoli elettrici si estende oggi a diversi ambiti interconnessi: sicurezza del sistema ricaricabile di accumulo dell’energia elettrica, omologazione del veicolo, durabilità della batteria, monitoraggio dello stato di salute, mantenimento della prestazione, impronta di carbonio, informazioni sui materiali, tracciabilità e, sempre più, il passaporto digitale della batteria.
Ciò crea un contesto di conformità radicalmente diverso. I fabbricanti devono essere in grado di dimostrare non solo che una batteria è sicura al momento dell’omologazione del veicolo, ma anche come funziona, come si degrada, come viene identificata e come attraversa infine il suo più ampio ciclo di vita.
La batteria dei veicoli elettrici non è più solo un componente del veicolo
La batteria di trazione si trova all’incrocio tra regolamentazione automobilistica, sicurezza elettrica, regolamentazione ambientale, conformità dei prodotti e requisiti dell’economia circolare.
Di conseguenza, quadri normativi diversi possono riguardare aspetti diversi della stessa batteria.
La sicurezza elettrica, meccanica, termica e post-urto della batteria fa parte dell’omologazione del veicolo.
I quadri normativi valutano sempre più come la prestazione della batteria si deteriori durante l’uso del veicolo.
Impronta di carbonio, materiali e impatti lungo il ciclo di vita influenzano sempre più la conformità delle batterie.
L’identità della batteria e le informazioni sul suo ciclo di vita devono restare collegate alla batteria fisica.
Riutilizzo, cambio di destinazione e rifabbricazione creano requisiti di conformità oltre il primo impiego nel veicolo.
Raccolta, riciclo e recupero dei materiali completano il ciclo di vita normativo.
Il fondamento dell’omologazione delle batterie per veicoli elettrici
Il regolamento UN n. 100 è uno dei principali regolamenti internazionali che disciplinano la sicurezza dei propulsori elettrici e dei sistemi ricaricabili di accumulo dell’energia elettrica — REESS — utilizzati nei veicoli stradali.
Il suo ruolo è fondamentalmente orientato alla sicurezza. L’obiettivo normativo è garantire che i sistemi di propulsione ad alta tensione e i sistemi ricaricabili di accumulo dell’energia offrano una protezione adeguata contro i pericoli elettrici, meccanici e termici.
Il veicolo completo deve soddisfare i requisiti relativi alla protezione contro la scossa elettrica e gli altri pericoli dell’alta tensione.
Il sistema ricaricabile di accumulo dell’energia è sottoposto a valutazioni di sicurezza definite, che affrontano sollecitazioni meccaniche, elettriche e termiche prevedibili.
La conformità a livello di veicolo dipende dall’intera architettura del REESS, compresi celle, moduli, involucro, protezione elettrica, gestione termica, gestione della batteria e integrazione nel veicolo.
A che cosa deve resistere una batteria per veicoli elettrici?
L’omologazione della batteria richiede una valutazione rispetto a una serie di condizioni volte a dimostrare che il REESS resta adeguatamente sicuro quando è sottoposto alle sollecitazioni prevedibili del veicolo e a eventi anomali.
Valuta la capacità del sistema batteria di resistere alle vibrazioni meccaniche associate al funzionamento del veicolo.
Valuta l’integrità della batteria in condizioni definite di accelerazione meccanica e impatto.
Valuta la risposta del REESS a carichi meccanici rappresentativi di eventi gravi del veicolo.
Valuta il comportamento del sistema batteria quando esposto a condizioni definite di incendio esterno.
Valuta la protezione contro conseguenze pericolose derivanti da un cortocircuito elettrico esterno.
Verifica che il sistema batteria sia in grado di gestire in sicurezza condizioni di carica anomale.
Valuta le salvaguardie contro una scarica eccessiva della batteria.
Valuta l’efficacia dei sistemi di protezione quando la temperatura della batteria esce dalle condizioni operative previste.
La sicurezza al primo giorno non dice come invecchierà la batteria
Il degrado della batteria è inevitabile. Cicli di carica e scarica, temperatura, condizioni di funzionamento, abitudini di ricarica, invecchiamento di calendario e chimica della batteria influiscono tutti su quanta energia utilizzabile resta disponibile con l’invecchiamento del veicolo.
È questo lo scopo del quadro UNECE sulla durabilità delle batterie a bordo dei veicoli.
Stabilisce un quadro armonizzato sulla durabilità delle batterie a bordo per i veicoli elettrificati leggeri interessati.
Estende il quadro internazionale sulla durabilità delle batterie alle applicazioni dei veicoli elettrificati pesanti.
La preoccupazione normativa è sempre più se la batteria di trazione possa continuare a fornire una quota accettabile della sua capacità originaria con l’aumentare di età e chilometraggio del veicolo.
La durabilità della batteria diventa un requisito di omologazione del veicolo
L’Euro 7 integra direttamente la durabilità della batteria di trazione nel quadro europeo sulla prestazione ambientale dei veicoli per i veicoli elettrici a batteria e ibridi a ricarica esterna interessati.
Autovetture — M1
La batteria di trazione interessata deve mantenere la quota minima definita della sua capacità energetica originaria.
Un’ulteriore soglia minima di prestazione si applica durante il successivo periodo di durabilità definito.
Veicoli commerciali leggeri — N1
I veicoli commerciali leggeri elettrici a batteria e ibridi a ricarica esterna interessati sono soggetti alla soglia iniziale di durabilità definita.
La prestazione energetica minima richiesta alla batteria prosegue nel successivo periodo di durabilità.
Quanta parte della batteria originaria è ancora disponibile?
Lo stato di salute — SoH — sta diventando uno dei concetti più importanti che collegano ingegneria delle batterie, omologazione dei veicoli, informazione dei consumatori e gestione del ciclo di vita.
In termini semplici, descrive le condizioni di una batteria che invecchia rispetto a un adeguato punto di riferimento, come la sua capacità energetica utilizzabile originaria.
Stabilire la prestazione di riferimento iniziale della batteria e i parametri pertinenti.
I sistemi di gestione della batteria osservano i parametri associati a carica, scarica, temperatura e utilizzo della batteria.
L’energia utilizzabile e altre caratteristiche prestazionali cambiano con l’invecchiamento della batteria.
La prestazione residua della batteria viene valutata rispetto al riferimento e alla metodologia normativa applicabili.
Informazioni affidabili sullo stato di salute della batteria possono incidere su conformità normativa, valutazione della garanzia, valutazione dei veicoli elettrici usati, idoneità a una seconda vita e, in prospettiva, sulla registrazione digitale del ciclo di vita della batteria.
Dalla conformità del prodotto alla regolamentazione del ciclo di vita
Il regolamento (UE) 2023/1542 amplia radicalmente il trattamento normativo delle batterie immesse sul mercato europeo.
Per le batterie dei veicoli elettrici, il quadro collega progressivamente la prestazione tecnica a informazioni ambientali, approvvigionamento responsabile dei materiali, impronta di carbonio, contenuto riciclato, etichettatura, valutazione della conformità, tracciabilità e gestione del fine vita.
La conformità si concentra in larga misura sulla sicurezza del prodotto, sulla prestazione elettrica e sull’idoneità all’applicazione prevista.
La conformità segue sempre più la batteria dai materiali e dalla produzione, attraverso uso, prestazione e seconda vita, fino al riciclo.
Il costo ambientale della produzione della batteria diventa misurabile
I veicoli elettrici eliminano le emissioni allo scarico durante il funzionamento elettrico, ma la produzione di una batteria di trazione richiede energia e materiali. Il regolamento UE sulle batterie introduce quindi un quadro progressivo sull’impronta di carbonio per le batterie dei veicoli elettrici.
Il calcolo sul ciclo di vita considera l’impatto ambientale della batteria in fasi definite, anziché guardare solo alle emissioni derivanti dall’uso del veicolo.
Estrazione, lavorazione e preparazione dei materiali delle batterie contribuiscono alla prestazione di carbonio lungo il ciclo di vita.
La produzione di celle, moduli e batterie — compresa l’energia utilizzata nello stabilimento di produzione — incide sull’impronta dichiarata.
Le fasi della catena di fornitura e del trasporto contribuiscono alla valutazione del ciclo di vita della batteria.
I processi di riciclo e recupero dei materiali fanno parte del più ampio quadro del ciclo di vita.
Chimica, approvvigionamento dei materiali, sede di produzione, mix elettrico ed efficienza produttiva possono tutti influire sulla prestazione di carbonio lungo il ciclo di vita.
Un’identità digitale che accompagna la batteria
Una delle innovazioni più significative introdotte dal regolamento UE sulle batterie è il passaporto digitale della batteria.
Dal 18 febbraio 2027, ogni batteria per veicoli elettrici immessa sul mercato UE dovrà disporre di un registro elettronico che soddisfi i requisiti applicabili del passaporto.
Informazioni che identificano la batteria, il suo modello e gli operatori economici pertinenti.
Informazioni pertinenti su capacità, prestazione, composizione e durabilità.
Le informazioni ambientali applicabili sul ciclo di vita possono entrare a far parte della registrazione digitale di conformità della batteria.
Le informazioni pertinenti su composizione e contenuto riciclato favoriscono trasparenza e circolarità.
Le informazioni sullo stato di salute aiutano a collegare il prodotto originario alle sue condizioni in evoluzione durante l’uso.
Il passaporto può indicare se la batteria è originale, riutilizzata, destinata a nuovo uso, rifabbricata o divenuta rifiuto.
Tale collegamento crea nuovi requisiti in materia di qualità dei dati, tracciabilità, diritti di accesso e coerenza tra le evidenze tecniche e le informazioni associate alla batteria.
La documentazione di conformità deve seguire la batteria
La regolamentazione del ciclo di vita delle batterie dipende dalla capacità di mantenere un rapporto affidabile tra la batteria fisica e le informazioni che la descrivono.
La batteria funziona come parte del veicolo elettrico e accumula informazioni su prestazione e condizioni durante l’uso.
Una batteria non più idonea alla propulsione del veicolo può comunque conservare una capacità sufficiente per un’altra applicazione, fatti salvi i requisiti tecnici e normativi applicabili.
Ciò rende particolarmente importanti informazioni accurate sullo stato di salute. Le decisioni su prosecuzione dell’uso nel veicolo, riparazione, rivendita, rifabbricazione, cambio di destinazione o riciclo dipendono sempre più da informazioni affidabili sulle condizioni della batteria.
La conformità delle batterie non può più essere gestita da un solo reparto
L’ampliamento del campo di applicazione normativo fa sì che la conformità delle batterie colleghi sempre più i team di omologazione dei veicoli con ingegneria delle batterie, laboratori, specialisti di sostenibilità, fornitori, funzioni qualità, sistemi informatici e processi di gestione del ciclo di vita.
Individuare i requisiti applicabili alla batteria relativi a veicolo, REESS, batteria come prodotto, ambiente e accesso al mercato.
Stabilire il programma richiesto di verifica della sicurezza a livello di batteria, REESS e veicolo.
Sviluppare evidenze e monitoraggio in grado di dimostrare il mantenimento della prestazione della batteria nel tempo.
Stabilire da dove provengono le informazioni richieste sulla batteria, come vengono verificate e come restano collegate alla singola batteria.
Coordinare le informazioni su materiali, componenti, impronta di carbonio e conformità tra fornitori di batterie e siti produttivi.
Costruire l’infrastruttura tecnica e di dati necessaria a supportare informazioni, accesso e aggiornamenti del passaporto lungo il ciclo di vita.
Dall’approvazione del componente alla conformità lungo il ciclo di vita
La regolamentazione delle batterie per veicoli elettrici illustra una trasformazione più ampia in atto in prove, ispezioni, certificazione e omologazione dei veicoli.
Il modello tradizionale concentra le evidenze di conformità attorno al momento in cui un prodotto entra sul mercato. Il nuovo modello delle batterie estende l’assurance molto più in là.
Dimostrare che il prodotto soddisfa i requisiti tecnici applicabili prima dell’ingresso sul mercato.
Sicurezza, prestazione, informazioni ambientali e identità della batteria restano sempre più rilevanti lungo l’intero ciclo di vita del prodotto.
Oltre la sicurezza della batteria
La prima generazione della regolamentazione delle batterie per veicoli elettrici si è concentrata in larga misura su un obiettivo essenziale: garantire che le batterie ad alta tensione potessero essere integrate in sicurezza nei veicoli stradali.
Tale requisito resta fondamentale, ma non è più sufficiente a descrivere il contesto di conformità emergente.
Durabilità della batteria, stato di salute, impronta di carbonio, trasparenza sui materiali, tracciabilità lungo il ciclo di vita e informazioni digitali sul prodotto stanno progressivamente estendendo l’assurance oltre la prova di omologazione originaria.
Se la batteria deve restare sicura, mantenere la prestazione, dichiarare le proprie caratteristiche ambientali e portare con sé un’identità digitale lungo tutto il ciclo di vita, dove finisce l’omologazione della batteria — e dove inizia la conformità lungo il ciclo di vita?