Motori rivoluzionari, batterie fatte in casa, inverter all’avanguardia e fabbriche digitali con addetti formati sul manufacturing moderno: su tutti questi fattori aleggia una grande fiducia nelle prospettive dell’auto elettrica. Luca de Meo, il Ceo di Renault con un passato in Fca, ha usato il termine Electropop che in questo caso non definisce un genere musicale anni ‘80 ma la volontà di rendere popolare (cioè per tutti) la mobilità elettrica. Nella strategia futura di Renault spicca la volontà di riprendere il controllo di più anelli della catena del valore e questo è possibile con la mobilità elettrica.
Le auto a batteria hanno infatti almeno due diversità sostanziali da quelle convenzionali o con powertrain ibridi. La prima è una semplicità meccanica molto maggiore: il motore ha una sola parte in movimento (più i cuscinetti) e la trasmissione è spesso composta da una riduzione a rapporto fisso all’uscita della quale c’è direttamente il differenziale. È quindi più agevole costruire i motori in casa ed è quello che farà Renault.
Batteria, il peso che aiuta
La seconda diversità è l’odiosa-amata batteria, che in Renault è vista come un’ulteriore risorsa. A differenza del carburante fossile, che transita dal serbatoio allo scarico senza che il costruttore abbia il minimo controllo, la batteria è costosa, pesante, ingombrante e rimane nelle mani del costruttore, che è praticamente obbligato a smaltirla. Questi fattori sono destinati a essere sempre meno negativi perché peso, ingombro e costo sono destinati a scendere mentre una batteria considerata non più automotive grade ha ancora un valore apprezzabile. Rispetto al valore complessivo di un’auto elettrica, la batteria vale il 40%, il motore il 10%, la piattaforma il 20% e le altre componenti il restante 30%. Rispetto alle batterie Renault ha definito una roadmap abbastanza dettagliata che poggia su alcuni caposaldi, il primo dei quali è puntare su una sola chimica, quella NMC – Nickel Manganese Cobalto. Una scelta basata sul fatto che questa soluzione offre una densità energetica migliore ed è molto competitiva nel rapporto costo/km di autonomia. Secondo Renault ha anche un comportamento più performante alle basse temperature ed è più facile da riciclare.
Costo per kWh, corsa al ribasso
Il Gruppo ritiene di poter ridurre, in circa un decennio, i costi del pacco batteria del 60%: dai 170 dollari/kWh del 2019 ai 100 dollari previsti per il 2024 fino a meno di 80 dollari/kWh del 2030. Sappiamo che la soglia dei 100 $/kWh viene ritenuta quella di parità, che permette ad un’elettrica di costare quanto un’auto convenzionale paragonabile. Fra una decina d’anni dovrebbe poi avvenire il passaggio del testimone verso le batterie a stato solido, delle quali si stanno sperimentando le versioni a polimeri e ceramiche, con la prima che appare più vicina all’industrializzazione. Renault, come molti altri, crede molto a questa nuova tipologia di batteria, che promette notevoli risparmi di peso (essendo più stabile perché priva dell’infiammabile elettrolita delle celle attuali, richiede un case molto meno robusto e pesante) e maggiore longevità. Una delle chiavi è la standardizzazione delle celle (dovrebbero essere a sacchetto, Pouch), dei battery pack e dei moduli: solo due per tutti i modelli dell’Alleanza Renault Nissan Mitsubishi. Le chimiche NMC saranno comunque due, una dedicata alle automobili di gamma superiore e alle Alpine (marchio che diventerà 100% elettrico) e l’altra per le vetture di segmento B.
Produzione europea
Fra i fattori che abbasseranno il costo delle celle viene citata anche la progressiva diminuzione del cobalto, elemento costoso e anche al centro di polemiche sulle condizioni sociali dei minatori del Congo, spesso minori sfruttati. Per l’approvvigionamento delle celle si è siglata una partnership con Envision Aesc che svilupperà a Douai una gigafactory capace di 9 GWh nel 2024 con l’obiettivo di arrivare a 24 GWh nel 2030. Si è anche firmato un protocollo d’intesa secondo il quale Renault acquisirà una partecipazione superiore al 20% nella start-up Verkor: l’anno prossimo partirà una linea di produzione pilota mentre, dal 2026, inizierà la costruzione di un’altra gigafactory, dedicata alle celle ad alte prestazioni, che dovrebbe raggiungere 20 Gwh annuali nel 2030; altri dettagli di questi accordi in questo approfondimento. Il tutto si inquadra nell’iniziativa ElectriCity, che riunisce gli stabilimenti di Douai, Maubeuge e Ruitz insieme a diversi componentisti auto ai quali è stato chiesto di posizionarsi nelle vicinanze degli impianti. Già dal 2024 arriveranno le batterie prodotte nella gigafactory di Envision-AESC e,secondo Renault, questo complesso industriale sarà posizionato al centro di quei cinque mercati – Francia, Regno Unito, Germania, Italia e Spagna – che si stima rappresenteranno i due terzi della domanda europea di Ev nel 2025. Le ricadute occupazionali sembrano positive, con 700 nuovi posti di lavoro diretti al 2024 e 4.500 quando Envision-Aesc e Verkor saranno a regime, entro il 2030. Queste iniziative promettono molta produzione ed efficienza: la stima è di 400.000 veicoli/anno entro il 2025 e un costo di produzione piuttosto basso, pari a circa il 3% del valore del veicolo e abilitato dalla relativa semplicità degli EV.
Vita lunga e operosa
Questi concetti, esplicitati dal CEO Luca de Meo nell’evento online Renault Eways, si completano con gli interventi su tutto il ciclo di vita della batteria. L’esperienza più che decennale nel settore delle auto elettriche confluirà in Mobilize (la divisione che si occupa di car sharing e attività delle flotte) per generare valore in ogni fase. Durante la prima vita della batteria il Gruppo svilupperà soluzioni “Vehicle-to-grid” – V2G – per lo scambio bidirezionale con le reti elettriche. È una soluzione di apprezzata dagli operatori di rete per bilanciare il carico nei picchi giornalieri. Questo impiego potrebbe generare fino a 400 euro l’anno per il Gruppo e i suoi clienti. Alla fine di questa vita i battery pack potrebbero conservare circa il 70% della loro capacità nominale, utile per una seconda vita in storage stazionari o mobili. Quando anche questa fase termina si raccolgono le batterie, tramite la rete commerciale del Gruppo, per avviarle al riciclo e saranno monitorate in tempo reale da remoto, grazie a Battery Management System collegati in rete, e questo consentirà di valutarne lo stato di salute e addirittura fornire una certificazione di valore residuo, che potrebbe arrivare a 500 euro. Mobilize avrà quindi i dati per proporre certificati di state of Health, estensioni di garanzia e permute. Si prevede anche di rimettere a nuovo le 250.000 batterie delle Zoe in circolazione quando saranno arrivate alla fine della prima vita. Queste sono state trovate in uno stato migliore del previsto e quindi il loro ricondizionamento non sarà molto costoso. Il recupero dei materiali è promesso essere molto efficiente grazie alla Re-Factory di Flins e ad accordi con Solvay e Veolia per ottenere minerali di grande purezza da impiegare per nuovi elementi. L’azione combinata di queste tecniche dovrebbe dividere per tre i costi del riciclo al 2030, diminuendo inoltre la dipendenza dall’estero per questi materiali.
Motori fatti in casa
Per quel che riguarda i motori, Renault punta sullo schema EESM (Electrically Excited Synchronous Motor) che permette di non utilizzare le cosiddette Terre rare (neodimio, disprosio e altri elementi di quel gruppo) perché privi di magneti permanenti. Si tratta di motori sincroni nei quali i campi magnetici del rotore sono generati da bobine di filo di rame invece che da magneti permanenti. Per non usare spazzole o carboncini per energizzare gli avvolgimenti rotorici questi motori ricorrono spesso ad una sorta di “trasformatore rotante” che riesce ad alimentarli senza parti a contatto fisico. Il Gruppo si è anche alleato con la start-up Whylot per motori elettrici a flusso assiale. Questa tecnologia conduce a macchine elettriche di grande diametro ma sottili e quindi adatte ad applicazioni nei powertrain ibridi, all’uscita del motore a scoppio. Renault produrrà motori elettrici a flusso assiale e su vasta scala a partire dal 2025. L’alta efficienza sarà raggiunta anche con il sistema “all-in-one”, un gruppo che riunisce motore elettrico, riduttore ed elettronica di potenza (inverter, convertitore a 12 volt e caricabatterie) in una singola unità. Il volume complessivo dovrebbe essere equivalente a quello del serbatoio della Clio, il costo potrebbe ridursi del 30% e il costoso e pesante cablaggio ad alta tensione sarebbe minimizzato. Questa configurazione potrebbe aumentare di 20 km l’autonomia secondo il ciclo WLTP a parità di batteria.
Piattaforme tuttofare
La strategia Electropop del Gruppo Renault poggia su due piattaforme, con la CMF-EV (è alla base della nuova Mégane) dedicata ai segmenti C e D e che promette fino a 580 km di autonomia WLTP. I tecnici dell’Alleanza hanno lavorato per ridurre al massimo gli attriti e concentrare tutta la meccanica, l’elettronica e il climatizzatore nella parte anteriore, per liberare spazio nell’abitacolo e il bagagliaio. Per il segmento B ci sarà la CMF-BEV, ottimizzata per diminuire i costi anche fino al 33% rispetto all’attuale Zoe. Questo risultato è possibile grazie alla standardizzazione delle batterie, a un motore da 100 kW dal costo ottimizzato e all’uso di tutti i componenti non elettrici dell’attuale piattaforma CMF-B. Reanult promette fino a 400 km in ciclo WLTP e buone doti di comfort e comportamento dinamico. L’efficienza dipende anche dall’elettronica di potenza e qui entra in gioco il collaudato accordo con ST Microelectronics grazie al quale si avranno moduli basati su sofisticati semiconduttori al carburo di silicio (SiC) e nitruro di gallio (GaN) ad alto rendimento. Dopo tutta questa tecnica, un po‘ di emozione: oltre alla rediviva Renault 5 de Meo ha citato il progetto “4ever”, dietro il quale è facile vedere una riedizione dell’indimenticata Renault 4. L’efficienza del processo industriale, poi, vede insieme la tecnologia più moderna e gli uomini che la dovranno usare: è per questo che si estenderà la digital production con impianti e efficienza e uso esteso di data mining. Le maestranze saranno formate appositamente e il loro sapere contribuirà ad una produzione di qualità riducendo costi e sprechi.
