MAGGIO 2022 – Più capacità, più autonomia: eCitaro Mercedes-Benz si prepara a batterie di nuova generazione, presentate in occasione degli eMobility Days Daimler Truck,
La sigla è NMC 3: dietro c’è una nuova generazione di batterie ad alte prestazioni per l’autobus urbano full electric a pianale ribassato Mercedes-Benz eCitaro. Il vantaggio eccezionale è rappresentato dalla loro grande capacità energetica, che si traduce in una lunga autonomia senza necessità di ricarica in linea. A questo si unisce anche il design modulare. La consegna dei primi autobus eCitaro con batterie NMC 3 è prevista entro la fine del 2022.
Un vantaggio per le aziende di trasporto pubblico
Già in occasione della presentazione mondiale di Mercedes-Benz eCitaro nel 2018, Daimler Buses aveva promesso che le aziende clienti avrebbero sempre beneficiato delle più recenti tecnologie in fatto di batterie e avrebbero tratto vantaggio dai rapidi progressi nello sviluppo dei sistemi di accumulo di energia.
Questo si è verificato quando la batteria NMC 1 è stata sostituita con la seconda generazione NMC 2, così come quando sono state introdotte le rivoluzionarie batterie a stato solido. Ora il prossimo passo è sostituire gradualmente NMC 2 con la terza generazione, denominata NMC 3. Grazie alle sue prestazioni, la nuova generazione di batterie contribuirà alla transizione verso la mobilità elettrica urbana. Come in precedenza, Akasol è il partner di produzione delle batterie.
Celle rotonde compatte con chimica ad alta energia
Anche questa nuova generazione è costituita da batterie agli ioni di litio. Formulate, per la precisione, attorno a celle con un nuovo catodo NMC ad alta energia (NMC: ossido di cobalto di litio nichel manganese), un elettrolita liquido e un avanzato anodo di grafite. Anche l’abbreviazione comune NMC (nichel, manganese, cobalto) deriva dalla chimica delle batterie. Tuttavia, al posto delle celle prismatiche precedentemente utilizzate a forma e dimensione di un portafoglio, vengono utilizzate celle cilindriche molto compatte con la designazione 21700 (un formato di 21 mm di diametro e 70 mm di altezza) con chimica cellulare ad alta energia. La combinazione di una migliore chimica cellulare e di un battery pack ottimizzato porta ad un aumento della densità di energia gravimetrica e volumetrica complessiva del pacco batteria. La capacità di 4,93 Ah per cella della batteria comporta un notevole aumento della capacità, circa il 50% a parità di peso.
All’interno di ciascun modulo batteria sono montate 600 celle, integrate nel circuito di raffreddamento per garantire la temperatura ottimale di circa 25 gradi Celsius. Il controllo della temperatura garantisce la massima durata e una ricarica efficiente. Nove moduli batteria si combinano per formare un pacco batteria con 5400 celle. Ciò si traduce in un’energia nominale di 98 kWh per battery pack.
Lunga autonomia, ricarica singola della batteria, enorme aumento della capacità
Come sempre, sono possibili diversi equipaggiamenti sia per eCitaro che per l’autobus articolato eCitaro G. Anche con la nuova generazione di batterie, ogni azienda di trasporto potrà configurare eCitaro in base al proprio profilo di impiego. A questo si aggiunge un enorme aumento di energia. Per eCitaro G, ad esempio, aumenta di oltre il 70% passando da NMC 2 a NMC 3.
- Autobus eCitaro: minimo quattro, massimo sei pacchi batteria con capacità totale fino a 588 kWh (distribuiti tra tre o quattro pacchi sul tetto e uno o due pacchi nell’ex vano motore).
- Autobus autosnodato eCitaro: minimo quattro, massimo sette pacchi batteria con una capacità combinata fino a 686 kWh (fino a cinque sulla scocca anteriore e, a seconda della configurazione, uno sulla scocca posteriore e nell’ex vano motore).
- Autobus eCitaro range extender: minimo due, massimo tre pacchi batteria con una capacità combinata di 192 o 294 kWh (uno sul tetto, due nell’ex vano motore).
- Autosnodato eCitaro range extender: minimo tre, massimo quattro pacchi batteria per una capacità totale fino a 392 kWh (tre sulla scocca anteriore, uno nell’ex vano motore).
In condizioni standard, l’equipaggiamento massimo garantisce un’autonomia affidabile di 280 chilometri per l’autobus singolo eCitaro e 220 chilometri per l’eCitaro G, per l’intera durata della batteria. Ciò permette di coprire la quasi totalità delle richieste di esercizio giornaliero degli autobus urbani. In condizioni favorevoli, l’autonomia può superare i 300 chilometri.
Nella suddivisione dei pacchi batteria si evidenzia una distribuzione del peso studiata nei minimi dettagli per garantire grande capienza di posti passeggeri anche con un numero elevato di batterie. A ciò si aggiunge il vantaggio in termini di peso derivante dall’elevata densità di energia delle nuove batterie: a seconda della configurazione del veicolo, l’eCitaro con la nuova generazione di batterie offre un’autonomia notevolmente maggiore a parità di peso e quindi il numero di posti passeggeri rimane invariato.
Priorità: ricarica in deposito, con opzione per opportunity.
Grazie alla sua elevata capacità energetica, eCitaro con batterie di nuova generazione è ideale anche per lunghi percorsi con ricarica a fine servizio, tramite presa in deposito. È possibile una capacità di ricarica fino a 150 kW. Le posizioni delle prese sono collocate come di consueto a sinistra e a destra sopra l’asse anteriore e sul retro (sono possibili al massimo due posizioni per veicolo).
Qualora siano pianificati percorsi più lunghi, è possibile anche la ricarica in movimento tramite pantografo attivo o passivo, nota in termini tecnici come opportunity charge. In combinazione con le barre di ricarica, è possibile configurare il veicolo con il numero massimo di batterie. In questo caso, la capacità di ricarica arriva fino a 300 kW.
Oltre all’elevata densità di energia, le batterie presentano anche altri vantaggi: la nuova generazione soddisfa già i requisiti di sicurezza secondo ECE R 100–3, che diventeranno vincolanti solo nell’autunno 2023. Questa specifica comprende un gran numero di test e ispezioni. Anche la durata con una ricarica lenta in deposito è impressionante: il produttore Akasol ipotizza 4.000 cicli di ricarica, a seconda di fattori come la profondità di scarica ed il tipo di impiego. Questo corrisponderebbe a una durata fino a dieci anni di servizio quotidiano e successiva ricarica in deposito.
Ridisegnato il sistema portante e le connessioni
Il diverso design dei pacchi batteria impedisce una semplice soluzione plug and play quando si adattano le nuove batterie, che hanno dimensioni circa doppie della generazione precedente. Gli sviluppatori di Daimler Buses hanno completamente riprogettato il sistema portante, l’alloggiamento, il cablaggio e le tubazioni. Le batterie sono state inoltre specificamente adattate all’elettronica Daimler Buses.
eCitaro con la nuova generazione di batterie NMC 3 sarà disponibile nella versione con guida a sinistra come autobus singolo da 12 metri e come autosnodato da circa 18 metri. Per l’autobus singolo sarà disponibile anche la guida a destra. Contemporaneamente al lancio europeo di eCitaro, Daimler Buses utilizzerà la nuova generazione di batterie anche per i suoi telai full electric in Sud America, nello chassis brasiliano eO500U. Questo telaio a pianale ribassato a due assi è stato sviluppato in Brasile e funge da base per autobus urbani con lunghezza fino a 13,2 metri e un peso lordo consentito di 21,2 tonnellate. Offre lo stesso elevato standard tecnologico dell’eCitaro.
