Bosch batteria M Li-Ion: potenza e innovazione in soli 500 gr

Piccolissima, leggerissima e potentissima. Perché tanti superlativi? Perché la nuova batteria M Li-Ion non può essere definita diversamente. L'abbiamo testata nell'utilizzo off-road e ci ha lasciato stupiti per la sua altissima efficienza e durabilità.

Le batterie agli ioni di litio non sono certo una novità. Le troviamo praticamente ovunque e, se proprio vogliamo dirlo, le "indossiamo" continuamente visto che fanno parte della nostra quotidianità poiché utilizzate nella maggior parte degli smartphone e tablet.

Anche nel campo dell'automotive sono oramai ampiamente diffuse, sopratutto con l'avvento dei veicoli elettrici/ibridi. Ma rimaniamo nell'ambito "normale", nel vero e proprio utilizzo di tutti i giorni su due ruote parlando della nuova batteria M Li-Ion di Bosch, brand pioniere nel mondo delle batterie e dell'elettronica applicata al mondo dei motori.

Il famoso marchio tedesco ha creato questa nuova batteria agli ioni di litio dotata di caratteristiche molto particolari e capace di adattarsi agli utilizzi più svariati. Nel mondo delle due ruote, la tecnologia derivata dalle quattro va' espandendosi sempre più.

Troviamo infatti moto e scooter dotati di numerosi LED, display e computer di bordo con tantissime funzioni, prese di corrente per ricaricare i dispositivi portatili e tante altre "diavolerie" che utilizzano tanta energia fornita principalmente dalla batteria.

Noi di Motoblog, abbiamo voluto testare questa nuova batteria M Li-Ion diversamente, sottoponendola a un grande stress derivato dall'utilizzo in fuoristrada dopo averla installata su una Husqvarna TE 450 MY 2007. Tra i boschi infatti, è facile incontrare numerosi ostacoli che causano lo spegnimento del motore costringendoci a continui interventi sul pulsante per l'avviamento.

Sappiamo che la batteria è il primo componente che “soffre” le basse temperature e lo stress dei continui riavvii, e nell'utilizzo fuoristrada il suo aiuto è fondamentale per evitare di perdere troppo tempo e fatica a scalciare sulla pedivella per avviare la moto, sopratutto quando le condizioni del terreno non garantiscono un corretto appoggio.

Oltretutto, in termini di massa e dimensioni, su una grande moto da turismo o su uno scooter, il risparmio di un solo chilogrammo nel peso della batteria conta poco, senza contare che lo spazio a disposizione (rispetto ad una moto da fuoristrada) è molto di più. Ed è proprio per questo motivo che, secondo noi, i vantaggi di una batteria di questo tipo diventano ancora più importanti su una moto da enduro.

Bosch M Li-Ion: com'è fatta?

Le dimensioni della nuova batteria M Li-Ion di Bosch sono davvero ridotte: 113x70x105 mm, e abbiamo rilevato un peso di appena 494 gr, più della metà della vecchia batteria acido-piombo. Ciò che pesa di più non è la struttura vera e propria della batteria, composta da 4 celle litio-ferro-fosfato da 3.2 V ciascuna, ma piuttosto il sistema integrato BMS, ovvero Battery Management System, il sofisticato “equalizzatore” che si occupa di bilanciare correttamente il processo di carica e scarica su ogni cella.

Nella parte centrale, troviamo inoltre il pratico pulsantino con la scritta TEST e 3 LED, i quali ci indicano, una volta premuto il pulsante, il livello di carica della nostra batteria. Per ricaricarla, è consigliabile utilizzare il caricabatteria Bosch C3 (acquistabile separatamente) che ci consente di scegliere comodamente il tipo di batteria che andremo a ricaricare.

La tecnologia di cui è dotata, consente a questa nuova batteria almeno 1.500 cicli di ricarica senza avvertire il minimo calo di prestazioni. Essa infatti riesce a mantenere la carica fino a 4 volte più a lungo di una normale batteria piombo-acido, con una resistenza ai cicli di scarica profonda fino a 10 volte superiore.

La batteria viene venduta pronta per l’uso, più del 70% della carica viene infatti mantenuta anche dopo un inutilizzo superiore a 20 mesi. L’ideale, dunque, per le moto che vanno in “letargo” durante l’inverno e che sono pronte a tornare su strada immediatamente quando il tempo volge al bello. Dopo 6 mesi infatti, Bosch garantisce un livello di carica di poco inferiore al 100%.

Tanta tecnologia ed efficienza hanno comunque un costo non proprio contenuto, ma che ripaga sicuramente in prestazioni, con prezzi che vanno dai 63 fino ai 315 euro.

Le Batterie: Tecnologia & Sviluppo

a cura dell'Ing.Simone Sgreccia, Ricercatore Sistemi di trazione, Università di Roma La Sapienza

Come siamo arrivati a tanta tecnologia? Esistono svariati tipi di batterie, come possiamo dunque scegliere quella che fa al caso nostro? Cosa significano tutte quelle scritte e quei codici?

Da anni ormai la tecnologia delle batterie al litio è diffusa su tutta l’elettronica di consumo. Con il crescente sviluppo della mobilità elettrica, si è parallelamente sviluppata l’industria delle batterie per garantire autonomie di percorrenza sempre maggiori.

A beneficiare di questo crescente impulso di ricerca ci sono tutte quelle applicazioni nelle quali le batterie giocano un ruolo fondamentale, ma molto spesso sottovalutato. Un esempio sono le batterie per l’avviamento nei MCI.

Cerchiamo di chiarire cosa sia una batteria e cosa rappresentano i dati impressi sulle etichette e che caratterizzano le performance della stessa. Andremo in seguito ad analizzare le differenze tra le classiche batterie al piombo (le più diffuse per l’avviamento di un MCI) e quelle al litio.

Una batteria è un dispositivo in grado di convertire energia chimica in energia elettrica e viceversa. E’ composta da due elettrodi (la singola cella) immersi in una soluzione, detta elettrolita, attraverso la quale i due elettrodi reagiscono scambiandosi ioni (atomi con carica elettrica diversa da zero).

L’energia posseduta da una batteria deriva proprio da queste reazioni, che portano ioni positivi dall’anodo al catodo (i due elettrodi), creando una differenza di potenziale tra i due (la tensione della cella). La differenza di potenziale tra anodo e catodo fa in modo che, se messi in contatto, avvenga un passaggio di corrente (elettroni) tra i due elettrodi. Maggiore è la facilità per gli ioni positivi di passare attraverso l’elettrolita, e maggiore sarà la corrente in grado di erogare la nostra cella.

Le caratteristiche fondamentali delle batterie sono 3:

1. Tensione nominale. È la stessa per ogni cella costituita dai medesimi 3 elementi (anodo, catodo ed elettrolita). È misurata in Volt (V). Quindi per una batteria al piombo sarà 2,12V mentre per una Li-Ion sarà variabile dai 3,2V ai 3,7V a seconda della scelta effettuata per elettrolita.

2. Capacità della cella. Viene misurata in Amperora (Ah) ed è rappresentativa dell’energia contenuta nella cella. Una batteria da 1 Ah può fornire una corrente di 1 Ampere per un’ora.

3. Corrente di spunto. È la corrente massima che può fornire la cella per un breve periodo. Nelle batterie convenzionali questo dato è fornito come corrente max (es 500A), mentre nelle batterie al litio questo dato è fornito in numero di C, che rappresenta un fattore moltiplicativo della capacità nominale della batteria. Ad esempio, una batteria da 10 Ah e 10C può fornire una corrente massima pari a 100A.

La capacità della cella moltiplicata per la tensione della stessa, fornisce l’energia totale immagazzinabile nella batteria (espressa in Wattora Wh), mentre la corrente massima moltiplicata per la tensione ne determina la potenza massima (espressa in Watt, W).

La capacità di una cella, considerando la stessa tecnologia costruttiva, è data dalle sue dimensioni, quindi una batteria più grande porta a capacità maggiore. La corrente di spunto, e quindi la potenza di una batteria, dipende principalmente dalla tecnologia della cella e dalle modalità costruttive (ad esempio esistono celle Li-ion che vanno dai 10C ai 60C).

Dopo questa doverosa premessa, andiamo a chiarire quali sono le differenze tra le batterie in esame: piombo e litio. La differenza più evidente è la tensione di cella, 2,12V del piombo contro i 3,2-3,7V del litio. Mentre le differenze più corpose tra i due tipi di batteria sono energia e potenza specifica, ovvero l’energia immagazzinata e la potenza sfruttabile per unità di massa della batteria.

Questi due parametri sono totalmente a favore delle batterie al litio, che riescono ad avere un’energia specifica superiore a 150Wh/kg, contro il piombo che ha non va oltre i 45Wh/kg. Mentre per la potenza specifica, il litio può superare i 340W/kg ed il piombo si ferma ai 180W/kg. La potenza notevolmente influenzata dalla resistenza interna delle celle.

Una minor resistenza interna significa correnti più alte e quindi potenze più alte. Ma non solo, una bassa resistenza interna è sinonimo di bassa autoscarica, che significa ritrovare la batteria carica anche dopo un lungo inutilizzo.

Questi sono gli enormi vantaggi delle celle al litio rispetto a quelle al piombo, che permettono di avere, a parità di prestazioni, un risparmio notevolissimo di peso (circa il 75%). A questi enormi vantaggi si accompagnano degli svantaggi. Il costo delle celle al litio è di circa 400-500€/kWh, mentre quelle al piombo arrivano a 150-200€/kWh.

Forse ancor più importante è la capacità delle batterie al piombo di resistere a scariche profonde e cariche oltre la soglia consentita, a differenza delle celle al litio che si deteriorano velocemente se sottoposte a sovra o sotto tensioni.

Per questo motivo le batterie al piombo vengono usate da sempre accoppiate ai MCI dai quali vengono caricate dall’alternatore durante tutto il loro servizio. Le celle al litio, per poter ovviare a questo inconveniente, hanno bisogno di un sistema di gestione della batteria (BMS) che controlla la tensione e la corrente durante le fasi di carica e scarica, evitando alla batteria di superare i limiti di tensione per un corretto e sicuro funzionamento.

Ovunque sia usata una cella al litio, dalla trazione agli smartphone, c’è bisogno di un BMS che gestisca la carica e la scarica delle celle al litio e che comporta un ulteriore costo di acquisto.

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Iniziativa in collaborazione con Bosch Italia

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