1 mese fa

Nuova batteria modulare e riciclabile per veicoli elettrici

Il design del prototipo di batteria del progetto MARBEL ha dato priorità a rendere più facile l’assemblaggio e lo smontaggio dei componenti della batteria stessa.
È stato incorporato fino al 60% di alluminio riciclato, riducendo di 777 kg le emissioni di CO₂ equivalenti per ogni pacco batteria.
È stato sviluppato un sistema intelligente che include un BMS con una soluzione basata sull’Intelligenza Artificiale e un gemello digitale in grado di prevedere la vita utile residua della batteria, oltre al suo stato di carica e salute.

Barcellona, 28 marzo 2025 – Il progetto europeo MARBEL, coordinato dal Centro Tecnologico Eurecat, ha sviluppato un nuovo concetto di batteria per veicoli elettrici, basato su principi di modularità su larga scala ed eco-design. L’adozione di questo approccio riduce l’impatto ambientale e promuove l’economia circolare nell’industria automobilistica.

Il design ecologico dei prototipi è stato pensato per facilitare l’assemblaggio e lo smontaggio dei componenti della batteria, migliorando direttamente l’efficienza delle riparazioni, il riutilizzo in altre applicazioni e la riciclabilità. Per raggiungere questo obiettivo, i pacchi batteria sviluppati incorporano fino al 60% di alluminio riciclato post-consumo, consentendo un risparmio fino a 777 kg di emissioni di CO₂ per pacco batteria. Inoltre, la modularità è stata una priorità per aumentare la durata della batteria e dei suoi componenti, riducendo così gli sprechi e l’impatto ambientale.

In aggiunta, i prototipi introducono innovazioni per la ricarica ultra-rapida grazie a un sistema di raffreddamento progettato per garantire una rimozione uniforme del calore dalle celle e dai busbar, combinato con algoritmi di ottimizzazione del processo di ricarica. È stata inoltre implementata una Junction Box commutabile per supportare un’architettura della batteria flessibile, consentendo passaggi fluidi tra 400 e 800 volt e viceversa, adattandosi alle esigenze di pacchi batteria di diverse dimensioni.

L’attenzione alla circolarità e alla riciclabilità crea un percorso verso una tecnologia per veicoli elettrici più sostenibile. Allo stesso tempo, ottimizzando le prestazioni delle batterie, affrontiamo le principali barriere che ostacolano l’adozione dei veicoli elettrici, come l’autonomia limitata e i lunghi tempi di ricarica, permettendo viaggi più lunghi, afferma Eduard Piqueras, Coordinatore del Progetto MARBEL e European Program Manager presso Eurecat.

Seconda vita delle batterie e fine del ciclo di vita

Un elemento chiave affrontato dal progetto MARBEL è stato l’allungamento della vita utile delle batterie attraverso applicazioni in seconda vita, permettendone il riutilizzo, la riciclabilità e la rigenerazione per soluzioni energetiche al di fuori del settore automobilistico.

Integrando principi di eco-design come modularità, applicazioni in seconda vita e materiali con un’elevata percentuale di contenuto riciclato, MARBEL ha esteso l’uso delle batterie mantenendo il valore dei materiali, riducendo efficacemente i rifiuti e promuovendo sia la sostenibilità che la redditività economica, spiega Violeta Vargas, ricercatrice presso l’Unità Rifiuti, Energia e Impatto Ambientale di Eurecat.

MARBEL ha inoltre sviluppato strategie avanzate per il recupero dei materiali, al fine di estrarre grafite, litio, nichel, manganese e cobalto di elevata purezza dalle celle a fine vita, rispettando il Regolamento europeo sulle Norme di sostenibilità per batterie e rifiuti di batterie.

Architettura intelligente

I prototipi sviluppati presentano un’ architettura intelligente che utilizza busbar per le connessioni di potenza. Questi busbar possono essere facilmente assemblati e smontati con elementi di fissaggio a vite standard, e i loro formati flessibili sono stati ottimizzati per semplificare le operazioni di assemblaggio e resistere alle vibrazioni all’interno del pacco batteria del veicolo.

Inoltre, il Battery Management System (BMS) include comunicazioni wireless e un monitoraggio intelligente dell’energia in tempo reale, riducendo significativamente peso, costi e complessità del design. In particolare, è stato sviluppato un dispositivo elettronico intelligente (iSCM – intelligent Smart Cell Manager) per ogni cella della batteria, consentendo il monitoraggio locale della cella e la comunicazione diretta con il BMS tramite tecnologia Bluetooth.

Ad esempio, in un pacco batteria da 16 celle, il cablaggio può essere ridotto da oltre 20 metri a soli 80 centimetri, abbattendo i costi dei materiali, il peso e la complessità dell’assemblaggio, migliorando al contempo l’efficienza complessiva.

I dati raccolti dal BMS, insieme alle informazioni generate dall’iSCM, vengono elaborati in un gemello digitale basato su intelligenza artificiale e algoritmi di machine learning, permettendo analisi predittive attraverso l’integrazione di più fonti di dati in un’unica applicazione web. Il sistema è in grado di prevedere la vita residua della batteria, il suo stato di carica e salute, e stimare il momento in cui la batteria raggiungerà la fine del suo ciclo di vita. Questo consente di pianificare un riutilizzo in seconda vita basato sullo stato di salute dei componenti.

Il progetto ha ricevuto finanziamenti dal programma Horizon 2020 dell’Unione Europea. Il consorzio MARBEL comprende 16 partner di 8 paesi, tra cui sei università e centri di ricerca (Eurecat, coordinatore del progetto; Catalonia Institute for Energy Research (IREC); SINTEF; ICCS presso il National Technical University of Athens; Technische Hochschule Ingolstadt; e Fraunhofer IWU), un’azienda di ingegneria automobilistica (Applus IDIADA), due PMI (Powertech Systems e OTC Engineering), un produttore OEM (Stellantis – CRF) e cinque produttori di componenti (FICOSA, AVL Thermal HVAC, AVL Italia, ASAS, Agrati e SK Tes).

Il progetto MARBEL ha ricevuto finanziamenti dal programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell’Unione Europea nell’ambito dell’accordo di sovvenzione n. 963540.