Technical Insight

GAR INSIGHT
Autonomia dei veicoli elettrici, consumo di energia e durabilità della batteria: il nuovo parametro di riferimento per l’omologazione

L’omologazione dei veicoli elettrici sta entrando in una nuova fase. Non basta più dimostrare quanta strada può percorrere un veicolo da nuovo. Le autorità di regolamentazione vogliono sempre più capire con quale efficienza il veicolo utilizza l’energia, come cambia l’autonomia in condizioni operative gravose e se la batteria di trazione è in grado di mantenere una prestazione adeguata per tutta la vita utile prevista.

Autonomia, consumo di energia elettrica e durabilità della batteria stanno quindi diventando parametri normativi interconnessi. Veicolo, batteria, sistema di gestione della batteria, strategia di gestione termica, comportamento di ricarica e propulsore elettrico devono sempre più essere considerati come un unico sistema di omologazione.

WLTP, i requisiti UN sulla durabilità delle batterie e l’Euro 7 stanno accelerando questa transizione da un unico valore prestazionale dichiarato verso una conformità dei veicoli elettrici misurabile e sempre più orientata al ciclo di vita.

Un veicolo elettrico non viene più giudicato solo da quanta strada percorre da nuovo. La domanda normativa emergente è se autonomia, efficienza energetica e prestazione della batteria restino credibili in condizioni operative definite e per tutta la vita utile del veicolo.
01
IL NUOVO PARAMETRO DI RIFERIMENTO

L’autonomia da sola non racconta tutta la storia

L’autonomia resta una delle caratteristiche prestazionali più visibili di un veicolo elettrico. Eppure due veicoli con un’autonomia certificata simile possono raggiungere tale risultato con capacità della batteria, efficienze e strategie ingegneristiche molto diverse.

L’omologazione si occupa quindi sempre più del rapporto tra l’energia disponibile della batteria, l’efficienza del veicolo, le condizioni ambientali e la capacità della batteria di mantenere la propria prestazione con l’invecchiamento del veicolo.

VISIONE SEMPLICE Quanta strada può percorrere?

L’autonomia fornisce una misura comprensibile della distanza ottenibile dall’energia utilizzabile della batteria del veicolo.

VISIONE NORMATIVA Con quale efficienza e per quanto tempo?

L’autonomia deve sempre più essere considerata insieme al consumo di energia, alle condizioni operative e alla prestazione mantenuta della batteria.

La capacità della batteria può fornire autonomia — l’efficienza determina quanto efficacemente viene utilizzata tale capacità. La moderna omologazione dei veicoli elettrici esamina sempre più la prestazione dell’intero propulsore elettrificato, anziché trattare la capacità della batteria come una specifica isolata.
↑ Torna alla guida all’articolo
02
PROVE DI AUTONOMIA

Come viene determinata l’autonomia ai fini normativi

L’autonomia certificata di un veicolo elettrico non è semplicemente la distanza massima che un costruttore può raggiungere in condizioni stradali favorevoli. Viene determinata mediante procedure prescritte, volte a produrre risultati normativi ripetibili e comparabili.

01 Configurazione del veicolo definita
02 Batteria preparata
03 Veicolo condizionato
04 Ciclo di prova eseguito
05 Energia misurata
06 Autonomia determinata

Massa del veicolo, pneumatici, configurazione aerodinamica, caratteristiche di resistenza all’avanzamento, impianti elettrici e configurazione omologata del veicolo possono tutti influire sul valore risultante.

L’autonomia è un risultato a livello di veicolo.

Riflette non solo la batteria di trazione, ma anche l’efficienza di motore, inverter, trasmissione, sistemi termici, ausiliari, pneumatici, aerodinamica e strategia di controllo del veicolo.

↑ Torna alla guida all’articolo
03
CONSUMO DI ENERGIA

L’efficienza dietro il valore di autonomia

Il consumo di energia elettrica descrive quanta energia elettrica un veicolo richiede per percorrere una distanza definita secondo la procedura di prova applicabile.

Ciò rende il consumo di energia uno degli indicatori più chiari dell’efficienza complessiva del propulsore di un veicolo elettrico.

Motore elettrico

L’efficienza del motore incide su quanto efficacemente l’energia elettrica accumulata viene convertita in propulsione.

Elettronica di potenza

Le perdite dell’inverter e della conversione elettrica contribuiscono al fabbisogno energetico complessivo.

Aerodinamica

La resistenza aerodinamica del veicolo diventa sempre più importante all’aumentare della velocità.

Resistenza al rotolamento

Pneumatici, massa del veicolo e caratteristiche del telaio influiscono sull’energia necessaria per il movimento.

Gestione termica

Il riscaldamento o il raffreddamento di batteria e abitacolo possono creare un fabbisogno energetico aggiuntivo significativo.

Frenata rigenerativa

Il recupero dell’energia cinetica in decelerazione può migliorare l’efficienza complessiva del veicolo.

Due veicoli elettrici con la stessa capacità della batteria non hanno necessariamente la stessa autonomia. L’efficienza energetica determina quanto efficacemente ogni kilowattora di energia accumulata viene convertito in mobilità utile.
↑ Torna alla guida all’articolo
04
WLTP E CONDIZIONI DI PROVA

Rendere comparabili le prestazioni dei veicoli elettrici

La WLTP fornisce un quadro armonizzato a livello internazionale, utilizzato in numerosi mercati, per determinare il consumo di energia elettrica e l’autonomia elettrica dei veicoli leggeri interessati.

La standardizzazione è importante perché differenze apparentemente piccole di massa del veicolo, coefficienti di resistenza all’avanzamento, configurazione dei pneumatici, temperatura o preparazione del veicolo possono influire sul risultato misurato.

L’autonomia di omologazione è un’autonomia standardizzata — non la garanzia che ogni conducente percorra esattamente la stessa distanza.

L’autonomia reale resta influenzata da velocità, temperatura, terreno, carico, traffico, stile di guida, riscaldamento, raffreddamento e altre variabili operative.

↑ Torna alla guida all’articolo
05
TEMPERATURA E AUTONOMIA

Le condizioni ambientali mettono alla prova l’intero sistema del veicolo elettrico

La temperatura può incidere in modo sostanziale sull’autonomia dei veicoli elettrici. Le basse temperature ambientali influenzano il comportamento della batteria e al tempo stesso aumentano l’energia necessaria per il riscaldamento dell’abitacolo e la gestione termica della batteria.

Comportamento della batteria

Le basse temperature possono incidere sulla prestazione disponibile della batteria e aumentarne la resistenza interna.

Riscaldamento dell’abitacolo

L’energia per il riscaldamento viene prelevata dalla stessa energia elettrica accumulata che sostiene la propulsione.

Condizionamento della batteria

I sistemi di gestione termica possono consumare energia per mantenere la batteria entro un intervallo operativo adeguato.

Strategia di controllo

Il software del veicolo stabilisce come bilanciare comfort dei passeggeri, protezione della batteria ed efficienza della propulsione.

La temperatura mette in evidenza l’interazione tra batteria, software e ingegneria termica. Le prove in condizioni ambientali forniscono quindi informazioni che un valore di autonomia nominale convenzionale da solo non può rivelare.
↑ Torna alla guida all’articolo
06
DURABILITÀ DELLA BATTERIA

La prestazione oltre il veicolo nuovo

Le batterie di trazione cambiano naturalmente con l’invecchiamento. Invecchiamento di calendario, cicli di carica e scarica, esposizione alla temperatura, abitudini di ricarica e condizioni operative possono ridurre progressivamente la capacità energetica disponibile.

VEICOLO NUOVO Prestazione iniziale della batteria

La batteria di trazione entra in servizio con le sue caratteristiche iniziali di energia utilizzabile e una prestazione calibrata.

VEICOLO INVECCHIATO Prestazione residua della batteria

I requisiti di durabilità valutano se venga mantenuta una prestazione sufficiente della batteria con l’aumentare di età e chilometraggio del veicolo.

La durabilità cambia l’orizzonte temporale dell’omologazione dei veicoli elettrici.

La domanda normativa passa sempre più da “la batteria funziona?” a “continua a funzionare adeguatamente dopo anni di utilizzo del veicolo?”

↑ Torna alla guida all’articolo
07
STATO DI SALUTE

Rendere misurabile il degrado della batteria

Lo stato di salute della batteria fornisce un meccanismo per descrivere la capacità residua di una batteria di trazione invecchiata rispetto a una condizione di riferimento applicabile.

Stato di salute basato sull’energia

L’energia utilizzabile mantenuta dalla batteria può essere valutata rispetto alla prestazione di riferimento pertinente.

Monitoraggio del veicolo

I sistemi di gestione della batteria generano informazioni utilizzate per determinare e monitorare le condizioni della batteria.

Accuratezza e verifica

Il valore normativo dello stato di salute dipende da una determinazione affidabile e da una verifica adeguata.

Evidenze lungo il ciclo di vita

Le informazioni sullo stato di salute forniscono un meccanismo per valutare la prestazione della batteria dopo l’ingresso sul mercato.

Lo stato di salute della batteria sta diventando un’informazione normativa. Il degrado va oltre una questione di sola garanzia per il cliente, diventando una caratteristica misurabile di conformità ambientale e del veicolo.
↑ Torna alla guida all’articolo
08
REQUISITI EURO 7

La prestazione della batteria diventa un requisito normativo di durabilità

L’Euro 7 stabilisce requisiti minimi di durabilità della batteria per i veicoli ibridi plug-in ed elettrici puri interessati.

M1 — PRIMO PERIODO 80% di mantenimento minimo dell’energia

I requisiti applicabili ai PEV e OVC-HEV M1 coprono il periodo dall’inizio della vita fino a cinque anni o 100.000 km, a seconda di quale condizione si verifichi prima.

M1 — SECONDO PERIODO 72% di mantenimento minimo dell’energia

Il requisito successivo si applica oltre i cinque anni o i 100.000 km e fino a otto anni o 160.000 km, a seconda di quale condizione si verifichi prima.

Ciò cambia il significato normativo della batteria di un veicolo elettrico. Alla batteria non si chiede soltanto di funzionare in sicurezza. La sua capacità di mantenere un livello definito di energia utilizzabile diventa parte della conformità ambientale del veicolo.
La categoria del veicolo è importante.

L’Euro 7 contiene requisiti di durabilità della batteria specifici per categoria. La categoria del veicolo, il propulsore, la data di attuazione e le disposizioni normative dettagliate applicabili devono quindi essere confermati per ciascun programma.

↑ Torna alla guida all’articolo
09
VARIABILI INGEGNERISTICHE

La durabilità della batteria si progetta nel veicolo

La prestazione a lungo termine della batteria è influenzata da decisioni prese durante lo sviluppo di batteria, propulsore, sistemi termici, ricarica e software.

Chimica delle celle

La formulazione delle celle influisce su densità energetica, comportamento di invecchiamento, capacità di ricarica e caratteristiche termiche.

Gestione termica

Il controllo della temperatura è fondamentale per la prestazione, la ricarica rapida e la durabilità a lungo termine.

Strategia di ricarica

Potenze e strategie di controllo della ricarica influiscono sulle sollecitazioni e sul degrado della batteria.

Finestra di SOC utilizzabile

I sistemi di gestione della batteria possono riservare capacità per bilanciare l’autonomia disponibile con la protezione della batteria a lungo termine.

Efficienza del veicolo

Un minore consumo di energia può ridurre il volume di energia che la batteria deve erogare per percorrere una determinata distanza.

Calibrazione del software

Il software di controllo coordina ricarica, protezione termica, disponibilità di potenza e stima dello stato di salute.

La durabilità non può essere aggiunta al termine dell’omologazione.

Deve essere considerata durante la scelta della batteria, la progettazione del sistema termico, la calibrazione del veicolo, la strategia di ricarica e la pianificazione della validazione.

↑ Torna alla guida all’articolo
10
MONITORAGGIO A BORDO

La prestazione della batteria diventa tracciabile

Un requisito di durabilità diventa molto più utile quando le condizioni della batteria possono essere determinate anche dopo l’entrata in servizio del veicolo.

01 La batteria entra in servizio
02 L’utilizzo si accumula
03 La batteria invecchia
04 Stato di salute determinato
05 Prestazione verificata
06 Durabilità valutata
La batteria porta sempre più con sé le evidenze del proprio invecchiamento. Ciò sostiene la più ampia transizione da una certificazione del veicolo una tantum verso una conformità orientata al ciclo di vita.
↑ Torna alla guida all’articolo
11
ORIENTAMENTO GLOBALE

La durabilità delle batterie sta diventando un tema normativo internazionale

Il regolamento tecnico globale UN n. 22 fornisce un quadro tecnico internazionale sulla durabilità delle batterie a bordo dei veicoli elettrificati leggeri.

L’importanza di questo approccio va oltre qualsiasi singola giurisdizione. Durabilità della batteria, determinazione dello stato di salute e prestazione lungo il ciclo di vita fanno sempre più parte del dibattito internazionale sulla regolamentazione dei veicoli elettrici.

UN GTR n. 22

Fornisce un quadro tecnico internazionale per la durabilità delle batterie a bordo dei veicoli elettrificati leggeri.

Euro 7

Introduce requisiti minimi vincolanti di durabilità della batteria nel quadro europeo di omologazione dei veicoli.

Monitoraggio del veicolo

Le informazioni sulla prestazione della batteria collegano sempre più la certificazione iniziale alle condizioni del veicolo in servizio.

Sviluppi futuri

I requisiti di prova, monitoraggio e durabilità possono continuare a evolversi con la maturazione della tecnologia delle batterie e dei veicoli elettrificati.

La durabilità delle batterie sta diventando parte del linguaggio internazionale della conformità dei veicoli elettrici. I costruttori che sviluppano piattaforme globali devono sempre più considerare la durabilità accanto a sicurezza, ricarica, autonomia ed efficienza energetica fin dall’inizio dello sviluppo del veicolo.
↑ Torna alla guida all’articolo
12
PREPARAZIONE DEL COSTRUTTORE

Integrare autonomia, efficienza e durabilità

Un programma di omologazione efficace dovrebbe integrare autonomia, consumo di energia e durabilità della batteria, anziché trattarli come attività di certificazione scollegate.

01 — Mappatura normativa

Stabilire i requisiti WLTP, Euro 7, UN e specifici del mercato applicabili.

02 — Classificazione del veicolo

Definire propulsore, configurazione della batteria, famiglia di veicoli e requisiti di prova applicabili.

03 — Prove di autonomia ed energia

Pianificare le prove di omologazione utilizzando configurazioni rappresentative e omologate del veicolo.

04 — Validazione ambientale

Valutare l’autonomia e il comportamento della gestione termica nelle condizioni ambientali di prova applicabili.

05 — Durabilità della batteria

Validare la determinazione dello stato di salute e i requisiti minimi di prestazione applicabili.

06 — Monitoraggio lungo il ciclo di vita

Mantenere le evidenze normative e la tracciabilità della prestazione della batteria dopo l’ingresso sul mercato.

↑ Torna alla guida all’articolo

Dall’autonomia massima a un’autonomia sostenibile

La prima generazione della competizione tra veicoli elettrici si è concentrata in larga misura su quanta strada potesse percorrere un veicolo con una batteria completamente carica.

La prossima generazione della regolamentazione pone una domanda più impegnativa: con quale efficienza può essere ottenuta tale autonomia, in quali condizioni operative e quanta parte della prestazione della batteria resterà disponibile dopo anni?

PRIMO PARAMETRO DI RIFERIMENTO Autonomia da nuovo

La massima attenzione è rivolta all’autonomia certificata iniziale del veicolo.

PARAMETRO DI RIFERIMENTO EMERGENTE Autonomia + efficienza + durabilità

La prestazione del veicolo viene sempre più valutata come un sistema interconnesso e orientato al ciclo di vita.

L’autonomia resta importante — ma l’autonomia da sola non basta più.

Efficienza energetica, prestazione ambientale, degrado della batteria e una determinazione affidabile dello stato di salute definiscono sempre più la qualità normativa dell’intero veicolo elettrico.

Il futuro parametro di riferimento per un veicolo elettrico non è semplicemente quanta strada può percorrere. È con quale efficienza — e con quale costanza — è in grado di offrire tale mobilità per tutta la sua vita.
Contesto normativo: I requisiti relativi ad autonomia, consumo di energia elettrica e durabilità della batteria dipendono dalla categoria del veicolo, dal propulsore, dal mercato, dalla serie normativa applicabile e dalla data di attuazione. I costruttori dovrebbero verificare le disposizioni Euro 7 più recenti, i requisiti WLTP, il GTR UN n. 22 e i requisiti UN o nazionali applicabili per ciascun programma di veicolo specifico.
GLOBAL ALLIANCE REGISTER

How Global Alliance Register Can Support You

Global Alliance Register supports organizations and project stakeholders with independent technical-assurance services relevant to il nuovo parametro di riferimento per l’omologazione. Based on the article's emphasis on technical assurance, verification and risk management, GAR can coordinate competent specialists, laboratories, inspectors, auditors and accredited conformity-assessment resources as appropriate to the actual technical need. Within the context of this article, Global Alliance Register can support you in the following areas:

01

Define the technical, regulatory, quality and risk objectives for il nuovo parametro di riferimento per l’omologazione and determine which combination of testing, inspection, certification, audit or advisory services is appropriate.

02

Coordinate competent laboratories, inspectors, auditors, certification bodies and specialist technical resources for il nuovo parametro di riferimento per l’omologazione according to scope, geography and the required level of independence.

03

Integrate test results, inspection reports, audit evidence and certification outcomes relating to il nuovo parametro di riferimento per l’omologazione into a coherent assurance process with clear responsibilities and traceability.

04

Structure the assurance approach for il nuovo parametro di riferimento per l’omologazione so consultancy, testing, inspection, audit and certification roles maintain the appropriate independence and decision-making boundaries.

05

Assess the existing management-system arrangements relevant to il nuovo parametro di riferimento per l’omologazione, identify gaps against applicable requirements and prioritise practical improvement actions.

Scroll to Top