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Batterie per veicoli elettrici e nuove regole: omologazione, durabilità e passaporto della batteria

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 domanda normativa sulla batteria dei veicoli elettrici sta cambiando. Non è più semplicemente: “La batteria è sicura?” È sempre più: “È sicura, durevole, tracciabile, responsabile sul piano ambientale e in grado di fornire informazioni affidabili lungo il ciclo di vita?”
01
IL PANORAMA DELLA CONFORMITÀ

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.

Sicurezza del veicolo

La sicurezza elettrica, meccanica, termica e post-urto della batteria fa parte dell’omologazione del veicolo.

Durabilità della batteria

I quadri normativi valutano sempre più come la prestazione della batteria si deteriori durante l’uso del veicolo.

Prestazione ambientale

Impronta di carbonio, materiali e impatti lungo il ciclo di vita influenzano sempre più la conformità delle batterie.

Tracciabilità

L’identità della batteria e le informazioni sul suo ciclo di vita devono restare collegate alla batteria fisica.

Seconda vita

Riutilizzo, cambio di destinazione e rifabbricazione creano requisiti di conformità oltre il primo impiego nel veicolo.

Fine vita

Raccolta, riciclo e recupero dei materiali completano il ciclo di vita normativo.

La batteria ha quindi due identità normative. È sia parte del veicolo omologato sia un prodotto regolamentato con propri obblighi, sempre più estesi, lungo il ciclo di vita.
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02
UN R100 E SICUREZZA DEL REESS

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.

LIVELLO DEL VEICOLO Sicurezza del propulsore elettrico

Il veicolo completo deve soddisfare i requisiti relativi alla protezione contro la scossa elettrica e gli altri pericoli dell’alta tensione.

LIVELLO DEL REESS Sicurezza del sistema batteria

Il sistema ricaricabile di accumulo dell’energia è sottoposto a valutazioni di sicurezza definite, che affrontano sollecitazioni meccaniche, elettriche e termiche prevedibili.

Superare una prova sulla cella non equivale a omologare la batteria del veicolo.

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.

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03
PROVE DI SICUREZZA DELLE BATTERIE

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.

Vibrazioni

Valuta la capacità del sistema batteria di resistere alle vibrazioni meccaniche associate al funzionamento del veicolo.

Urto meccanico

Valuta l’integrità della batteria in condizioni definite di accelerazione meccanica e impatto.

Integrità meccanica

Valuta la risposta del REESS a carichi meccanici rappresentativi di eventi gravi del veicolo.

Resistenza al fuoco

Valuta il comportamento del sistema batteria quando esposto a condizioni definite di incendio esterno.

Cortocircuito esterno

Valuta la protezione contro conseguenze pericolose derivanti da un cortocircuito elettrico esterno.

Protezione da sovraccarica

Verifica che il sistema batteria sia in grado di gestire in sicurezza condizioni di carica anomale.

Protezione da scarica eccessiva

Valuta le salvaguardie contro una scarica eccessiva della batteria.

Protezione da sovratemperatura

Valuta l’efficacia dei sistemi di protezione quando la temperatura della batteria esce dalle condizioni operative previste.

Il BMS fa parte dell’architettura di sicurezza. La sicurezza della batteria dipende sempre più non solo dalla chimica delle celle e dal contenimento meccanico, ma anche da sensori, software, logica di controllo, contattori, gestione termica e funzioni di protezione.
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04
DURABILITÀ DELLA BATTERIA A BORDO

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.

UN GTR N. 22 Veicoli elettrificati leggeri

Stabilisce un quadro armonizzato sulla durabilità delle batterie a bordo per i veicoli elettrificati leggeri interessati.

UN GTR N. 25 Veicoli elettrificati pesanti

Estende il quadro internazionale sulla durabilità delle batterie alle applicazioni dei veicoli elettrificati pesanti.

Il cambiamento importante è il passaggio dalla prestazione iniziale alla prestazione mantenuta.

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.

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05
EURO 7

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

FINO A 5 ANNI / 100.000 KM Stato di salute energetico minimo: 80%

La batteria di trazione interessata deve mantenere la quota minima definita della sua capacità energetica originaria.

FINO A 8 ANNI / 160.000 KM Stato di salute energetico minimo: 72%

Un’ulteriore soglia minima di prestazione si applica durante il successivo periodo di durabilità definito.

Veicoli commerciali leggeri — N1

FINO A 5 ANNI / 100.000 KM Stato di salute energetico minimo: 75%

I veicoli commerciali leggeri elettrici a batteria e ibridi a ricarica esterna interessati sono soggetti alla soglia iniziale di durabilità definita.

FINO A 8 ANNI / 160.000 KM Stato di salute energetico minimo: 67%

La prestazione energetica minima richiesta alla batteria prosegue nel successivo periodo di durabilità.

L’autonomia dei veicoli elettrici non è quindi più solo una specifica commerciale. Il degrado della batteria e la capacità di dimostrare la prestazione mantenuta fanno sempre più parte del dossier di conformità normativa del veicolo.
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06
STATO DI SALUTE

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.

Inizio vita

Stabilire la prestazione di riferimento iniziale della batteria e i parametri pertinenti.

Funzionamento del veicolo

I sistemi di gestione della batteria osservano i parametri associati a carica, scarica, temperatura e utilizzo della batteria.

Degrado

L’energia utilizzabile e altre caratteristiche prestazionali cambiano con l’invecchiamento della batteria.

Determinazione dello stato di salute

La prestazione residua della batteria viene valutata rispetto al riferimento e alla metodologia normativa applicabili.

Lo SoH sta diventando molto più di un numero sul cruscotto.

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.

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07
REGOLAMENTO UE SULLE BATTERIE

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.

APPROCCIO TRADIZIONALE La batteria come prodotto tecnico

La conformità si concentra in larga misura sulla sicurezza del prodotto, sulla prestazione elettrica e sull’idoneità all’applicazione prevista.

NUOVO APPROCCIO UE La batteria come prodotto regolamentato lungo il ciclo di vita

La conformità segue sempre più la batteria dai materiali e dalla produzione, attraverso uso, prestazione e seconda vita, fino al riciclo.

Ciò crea un secondo livello di conformità per i costruttori di veicoli elettrici. L’omologazione del veicolo e la regolamentazione della batteria come prodotto devono sempre più essere gestite congiuntamente, anziché come programmi normativi completamente separati.
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08
IMPRONTA DI CARBONIO DELLA BATTERIA

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.

Materie prime

Estrazione, lavorazione e preparazione dei materiali delle batterie contribuiscono alla prestazione di carbonio lungo il ciclo di vita.

Produzione della batteria

La produzione di celle, moduli e batterie — compresa l’energia utilizzata nello stabilimento di produzione — incide sull’impronta dichiarata.

Distribuzione

Le fasi della catena di fornitura e del trasporto contribuiscono alla valutazione del ciclo di vita della batteria.

Fine vita

I processi di riciclo e recupero dei materiali fanno parte del più ampio quadro del ciclo di vita.

Due batterie tecnicamente equivalenti possono quindi avere profili ambientali normativi diversi.

Chimica, approvvigionamento dei materiali, sede di produzione, mix elettrico ed efficienza produttiva possono tutti influire sulla prestazione di carbonio lungo il ciclo di vita.

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09
IL PASSAPORTO DELLA BATTERIA

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.

Il passaporto della batteria non dovrebbe essere inteso semplicemente come un codice QR. Il codice QR fornisce un meccanismo di accesso. La vera innovazione normativa sono le informazioni digitali strutturate associate alla singola batteria e mantenute nelle fasi pertinenti del suo ciclo di vita.
Identità della batteria

Informazioni che identificano la batteria, il suo modello e gli operatori economici pertinenti.

Caratteristiche tecniche

Informazioni pertinenti su capacità, prestazione, composizione e durabilità.

Impronta di carbonio

Le informazioni ambientali applicabili sul ciclo di vita possono entrare a far parte della registrazione digitale di conformità della batteria.

Informazioni sui materiali

Le informazioni pertinenti su composizione e contenuto riciclato favoriscono trasparenza e circolarità.

Stato di salute

Le informazioni sullo stato di salute aiutano a collegare il prodotto originario alle sue condizioni in evoluzione durante l’uso.

Stato nel ciclo di vita

Il passaporto può indicare se la batteria è originale, riutilizzata, destinata a nuovo uso, rifabbricata o divenuta rifiuto.

La batteria fisica e la sua identità digitale diventano inseparabili.

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.

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10
TRACCIABILITÀ E DATI DEL CICLO DI VITA

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.

PRIMA VITA Batteria di trazione

La batteria funziona come parte del veicolo elettrico e accumula informazioni su prestazione e condizioni durante l’uso.

SECONDA VITA Accumulo di energia con nuova destinazione

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.

È la tracciabilità a conferire al passaporto della batteria il suo valore pratico. Senza un collegamento affidabile tra la batteria fisica, la sua storia tecnica e i suoi dati del ciclo di vita, un passaporto digitale fornirebbe informazioni prive di un’identità attendibile.
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11
PREPARAZIONE DEL COSTRUTTORE

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.

01 — Mappatura normativa

Individuare i requisiti applicabili alla batteria relativi a veicolo, REESS, batteria come prodotto, ambiente e accesso al mercato.

02 — Pianificazione delle prove di sicurezza

Stabilire il programma richiesto di verifica della sicurezza a livello di batteria, REESS e veicolo.

03 — Strategia di durabilità

Sviluppare evidenze e monitoraggio in grado di dimostrare il mantenimento della prestazione della batteria nel tempo.

04 — Architettura dei dati del ciclo di vita

Stabilire da dove provengono le informazioni richieste sulla batteria, come vengono verificate e come restano collegate alla singola batteria.

05 — Evidenze della catena di fornitura

Coordinare le informazioni su materiali, componenti, impronta di carbonio e conformità tra fornitori di batterie e siti produttivi.

06 — Preparazione al passaporto della batteria

Costruire l’infrastruttura tecnica e di dati necessaria a supportare informazioni, accesso e aggiornamenti del passaporto lungo il ciclo di vita.

La sfida è l’integrazione. Una batteria può superare le prove di sicurezza e richiedere comunque evidenze di durabilità, dichiarazioni ambientali, dati di tracciabilità e informazioni sul ciclo di vita prima che il quadro completo della conformità sia definito.
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12
IL FUTURO DELL’ASSURANCE DELLE BATTERIE

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.

MODELLO TRADIZIONALE Progettazione → Prova → Approvazione

Dimostrare che il prodotto soddisfa i requisiti tecnici applicabili prima dell’ingresso sul mercato.

MODELLO DEL CICLO DI VITA Prova → Approvazione → Monitoraggio → Tracciabilità → Riutilizzo → Riciclo

Sicurezza, prestazione, informazioni ambientali e identità della batteria restano sempre più rilevanti lungo l’intero ciclo di vita del prodotto.

Il passaporto della batteria rende visibile questa trasformazione. La batteria del futuro non è solo un sistema fisico di accumulo dell’energia. È sempre più un prodotto fisico accompagnato da un’identità digitale di conformità permanente.
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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.

La domanda decisiva sta quindi cambiando.

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?

La batteria dei veicoli elettrici del futuro trasporterà più dell’energia. Trasporterà evidenze.
Contesto normativo: I requisiti per le batterie dei veicoli elettrici dipendono dalla categoria del veicolo, dal tipo di batteria, dal mercato di destinazione e dal quadro normativo applicabile. I regolamenti UN sui veicoli, i regolamenti tecnici globali, i requisiti Euro 7 e il regolamento (UE) 2023/1542 presentano campi di applicazione, calendari di attuazione e obblighi di conformità diversi. La legislazione delegata e di esecuzione continua a svilupparsi in diversi ambiti. I requisiti applicabili dovrebbero quindi essere confermati per la specifica batteria, il veicolo e il mercato prima di avviare un programma di omologazione, prove o conformità al passaporto della batteria.
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How Global Alliance Register Can Support You

Global Alliance Register supports organizations and project stakeholders with independent technical-assurance services relevant to omologazione, durabilità e passaporto della batteria. 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 omologazione, durabilità e passaporto della batteria 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 omologazione, durabilità e passaporto della batteria according to scope, geography and the required level of independence.

03

Integrate test results, inspection reports, audit evidence and certification outcomes relating to omologazione, durabilità e passaporto della batteria into a coherent assurance process with clear responsibilities and traceability.

04

Structure the assurance approach for omologazione, durabilità e passaporto della batteria 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 omologazione, durabilità e passaporto della batteria, identify gaps against applicable requirements and prioritise practical improvement actions.

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