Gli algoritmi possono risolvere il problema della sicurezza delle batterie?

Panoramica

JOHN: Oggi, nella rubrica “ The Garage ”, parliamo con Qnovo delle batterie definite dal software. Cominciamo.

JOHN: Benvenuti su The Garage. Sono John Heinlein, Chief Marketing Officer di Sonatus. Oggi, nella rubrica “ The Garage ”, parleremo di batterie software-defined, sistemi di gestione delle batterie e molti altri argomenti interessanti che rivestono grande importanza per i veicoli elettrici. Il nostro ospite di oggi è Nadim Maluf. Nadim è CEO e cofondatore di Qnovo. Nadim, benvenuto su The Garage.

NADIM: John, e Sonatus, grazie per avermi invitato oggi.

Vi presentiamo Nadim Maluf

JOHN: Allora, ci piace iniziare facendo conoscenza con i nostri ospiti. Raccontaci un po’ di te e del tuo percorso.

NADIM: Ho una formazione da ingegnere. Ho studiato al Caltech e poi ho conseguito il dottorato a Stanford, ormai tantissimo tempo fa.

JOHN: Abbiamo questo in comune.

NADIM: E, essendo laureato in scienze, per molti anni ho voluto diventare professore. Ho provato quella strada per qualche anno, ma poi mi sono reso conto che non faceva per me. Così sono passato al settore privato. E, ovviamente, la Silicon Valley è una sorta di grande estensione di Stanford. E, in un certo senso… All’inizio lavoravo nel settore automobilistico. Il mio primo lavoro in assoluto, negli anni ’90, riguardava il TPMS, il sistema di monitoraggio della pressione dei pneumatici, in un’epoca in cui a nessuno importava nulla di quella tecnologia. Andavamo dai clienti e dicevamo: «Per favore, comprate il mio sistema». E loro rispondevano: «Ma cosa c’è che non va nel mio manometro meccanico?». Quindi, per tutti noi che oggi lavoriamo nel settore automobilistico e ci interroghiamo sull’adozione di questa tecnologia, quei tempi ci hanno lasciato molte cicatrici. E ho giurato di non tornare mai più nel settore automobilistico. Così sono passato… in un certo senso fuori dal settore automobilistico, alle telecomunicazioni, alle telecomunicazioni in fibra ottica, e ho lavorato parecchio in quel campo. Poi ho fondato Qnovo nel 2010.

JOHN: Fantastico. È un background straordinario. Insomma, anch’io ho una formazione scientifica. Per un breve periodo ho pensato di diventare professore, ho ricevuto alcune offerte di lavoro in quel campo, ma, come te, sono entrato nel settore privato e mi sono trovato bene. Ma credo che avere una formazione scientifica sia davvero un vantaggio. Ci piace anche scoprire qualche curiosità sui nostri ospiti. Raccontaci qualcosa di curioso su di te.

Arthur Eddington e i numeri di Eddington

NADIM: Allora, il mio team sa che sono un appassionato ciclista, e vorrei fare una breve digressione per tornare indietro di circa 100 anni a uno scienziato molto famoso di nome Arthur Eddington, Sir Arthur Eddington, un inglese. La sua fama deriva dal fatto che, nel 1919, dimostrò sperimentalmente la correttezza della teoria della relatività di Einstein. Si recò su un’isola nell’Atlantico e dimostrò che, in effetti, la luce delle stelle si curvava attorno al Sole durante l’eclissi a causa della sua massa. Davvero affascinante. Soprattutto durante la Prima guerra mondiale. Ma se cercate su Google «Arthur Eddington», e in particolare se cercate il «numero di Eddington», otterrete due numeri. Uno di questi è il numero di protoni presenti nel mondo, ma oggi non ci addentreremo in questo argomento.

Ma il secondo motivo, in realtà, è che era un ciclista molto appassionato, e quel numero si riferiva proprio al numero di uscite in bici che avevi fatto, pari al numero di miglia. Quindi, per esempio, supponiamo che il tuo numero di Eddington sia dieci. Ciò significa che hai fatto dieci uscite in bici lunghe almeno dieci miglia.

JOHN: Va bene.

NADIM: 20, ovviamente, il che significa 20 uscite da 20 miglia ciascuna. Quindi il suo totale era 68. Il mio è più o meno 65. Sono quindi molto contento di rientrare in quella categoria.

JOHN: Il che significa quindi 65 percorsi di almeno 65 miglia.

NADIM: Esatto.

JOHN: Quindi è esponenziale.

NADIM: È una crescita davvero esponenziale, ovviamente; se ti piace seguire i corridori del Tour de France, quelli superano i 100.

JOHN: Quasi tutti i giorni percorrono centinaia di miglia prima di colazione.

NADIM: Esatto.

JOHN: Incredibile. Grazie mille. Mi piace sempre raccontare qualche aneddoto divertente che si adatti al nostro ospite. Un tempo facevo spesso triathlon. Ho partecipato a tante gare di corsa e cose del genere, ma per un po’ sono stato davvero orgoglioso di aver fatto triathlon. Ho partecipato a diversi triathlon su distanza olimpica, che è più o meno un quarto di Ironman, non esattamente. E una volta ho fatto un mezzo Ironman, di cui vado molto fiero. Probabilmente è il mio più grande risultato sportivo in assoluto. E quando l’ho finito, ho detto a mia moglie: «Wow, è stato molto più difficile di quanto pensassi». Lei mi ha risposto: «Sì, non volevo dirtelo perché mia moglie ha fatto un vero e proprio Ironman». Mi ha detto: «È molto più difficile, non volevo dirtelo».

NADIM: Ho grande rispetto per gli atleti, in particolare per i triatleti.

Informazioni su Qnovo

JOHN: Beh, comunque, grazie per averci raccontato questa cosa. Ora parlaci della tua azienda, Qnovo: di cosa vi occupate e quale tecnologia offrite?

NADIM: Esatto. Comincio quindi dal nome: Qnovo. La “q”, ovviamente, è il simbolo universale della carica. “Novo” in latino significa “nuovo”. Quindi si può iniziare a mettere insieme i pezzi: una sorta di “nuova carica”. E nel 2010, se torniamo un po’ indietro nel tempo, sapevamo tutti che le batterie avrebbero avuto un ruolo importante nel futuro. I veicoli elettrici sarebbero sicuramente stati una realtà del futuro, ma sarebbe successo durante la mia vita o quella di qualcun altro? Nessuno ne era davvero sicuro. Ma all’epoca ci rendemmo conto di un paio di cose. Una era che le batterie sono difficili da costruire, e che la Cina sarebbe diventata un attore dominante nella produzione di batterie, come lo è oggi. Effettivamente. E così volevamo capire se potevamo fare qualcosa di diverso che non ci mettesse in rotta di collisione con i cinesi. E uno dei punti di ispirazione furono gli smartphone, l’iPhone e i primi telefoni Android. Scattavano foto assolutamente straordinarie.

JOHN: Giusto.

NADIM: E, essendo io stesso un fotografo, mi chiedevo: «Aspetta un attimo, cosa riusciamo a fare con quelle lenti di plastica da 50 centesimi che un obiettivo Nikon da 1.000 dollari non è in grado di fare?». Beh, stavamo forse violando le leggi della fisica? E la risposta era no, non è così. Quello che abbiamo fatto è stato spostare l’onere dalla produzione al calcolo. Oggi l’elaborazione dei dati è così economica che possiamo fare tantissime cose e correggere gli errori commessi in fase di produzione. Quindi, da un lato, ovviamente, ciò ha comportato un miglioramento delle prestazioni. Ma dall’altro, se riusciamo a spostare l’onere dalla produzione all’elaborazione dei dati, posso allo stesso tempo ridurre i costi di produzione.

Facciamo un salto in avanti di dieci anni ed è esattamente quello che stiamo facendo oggi. Dieci anni fa, quindici anni fa, era considerato un sacrilegio: “Cosa volete fare alle batterie? Volete migliorarle con il software?”. Quando siamo andati a parlare con gli elettrochimici e gli esperti di batterie, ci hanno praticamente mandato via. Oggi la situazione è completamente diversa. Siamo quindi molto soddisfatti dei progressi compiuti.

JOHN: Sì, è davvero interessante. Hai condiviso tante cose interessanti. Una di queste, credo, è la progettazione congiunta hardware-software, in cui, come sai, si risolvono i problemi giusti nel posto giusto. Si risolvono i problemi hardware a livello di hardware, ma ci si rende conto che il ruolo del software – e il fatto che i due lavorino insieme – è una ragione fondamentale per molte delle innovazioni che abbiamo oggi, che si tratti di telefoni o automobili, o, come sai, di tante altre cose, come le fotocamere. Quindi penso che sia un punto molto interessante.

L’altra cosa di cui hai parlato è stata, sai, l’esplosione dei progressi nel campo delle batterie. Insomma, mi sembra che siano passati probabilmente dieci anni da quando ho iniziato a guidare un veicolo elettrico. Credo siano proprio dieci anni. Sì. Dieci anni. E quando ho pensato per la prima volta di passare a un veicolo elettrico, ero davvero titubante. E, sai, l’autonomia era molto inferiore e così via. Ma i progressi compiuti anche solo negli ultimi dieci anni sono stati incredibili. L’autonomia, la qualità, il costo: tutto è stato incredibile. Ed è stata davvero una cosa straordinaria da osservare in prima persona come cliente e, ovviamente, all’interno del settore.

Che cos’è il BMS?

Quindi, una delle cose che fa Qnovo è aggirare il BMS. E non intendo sminuire il vostro lavoro, ma forse sarebbe utile per i nostri ospiti che hanno meno familiarità con l’argomento fornire qualche chiarimento su cosa significa BMS e perché è così importante per i veicoli elettrici?

NADIM: Allora, BMS sta per “Battery Management Systems”, che è un termine molto generico. È quasi come tornare agli anni ’80 e dire: “Lavoro nel campo del software per computer”. Negli anni ’80, certo, significava MS-DOS, magari Windows 3.1. Certo, lo capisco. Oggi, se dici “Lavoro nel campo del software per PC”, la gente si gratta la testa e ti chiede: “Cosa intendi veramente?”, giusto? E così il BMS sta seguendo lo stesso percorso. Negli ultimi dieci anni, per BMS si intendeva davvero un livello molto elementare di intelligenza nel sistema, nel veicolo, sulla centralina (ECU), che svolgeva alcune funzioni di controllo di base: monitorare le tensioni, le correnti, le temperature, gestire alcune comunicazioni, ma in modo molto primitivo. Per molti versi simile al BIOS del PC.

JOHN: Certo.

NADIM: È importante. Ma ogni grande OEM lo faceva internamente. Avevano il proprio modo peculiare di gestirlo. Ed era quindi molto rigido. Ora si inizia a guardare alla prossima generazione di intelligenza intorno al BMS. Si sta pensando: “Ehi, ora sono MS Office. Sono Adobe. Tutti quegli strati che hanno creato tanta produttività in un PC. Esiste una versione equivalente di questo per la batteria o per il settore dei veicoli elettrici?” E la risposta è assolutamente sì. Ed è proprio quello che facciamo.

Ricarica rapida di nuova generazione

Quindi, per esempio, cose che consentono di sfruttare appieno le prestazioni. La ricarica rapida. Insomma, oggi ricarichiamo abitualmente un veicolo in circa 16, 17, 18 minuti, più o meno, senza danneggiare la batteria. È questo il segreto.

JOHN: Riesci a farlo con la tua tecnologia?

NADIM: Ci sta bene.

JOHN: Beh, è incredibile, perché di solito quando pensiamo alla ricarica, anche con un supercharger ci vogliono 30 o 40 minuti, mentre con un caricabatterie domestico ci vuole, diciamo, tutta la notte.

NADIM: Esatto. E a differenza dei supercharger o magari di quelle stazioni di ricarica, non ci sono limiti. Puoi andare a ricaricare lunedì, martedì e mercoledì, ogni giorno della settimana. In alcune di quelle stazioni di ricarica superveloce, invece, puoi ricaricare solo ogni tanto perché si rischia di deteriorare la batteria. Quindi, grazie alla nostra tecnologia intelligente, non abbiamo questo limite.

Un altro importante ambito in cui eccelliamo è quello della sicurezza predittiva. Un dato forse poco noto è che oggi la Cina rappresenta il più grande mercato di veicoli elettrici del pianeta.

JOHN: EV nel senso di auto elettriche, ma anche batterie per veicoli elettrici. Entrambe le cose.

NADIM: Esatto. Esatto. Ma allora, le auto elettriche… Visto che le auto elettriche si notano molto sulla strada.

JOHN: Giusto.

NADIM: In Cina si verificano in media otto incendi al giorno sulle strade.

JOHN: È un dato incredibile.

NADIM: Immagina una cosa del genere in questo Paese. Insomma, la NHTSA ti starebbe addosso.

JOHN: Giusto.

Sicurezza predittiva per le batterie

NADIM: E questo significa che la sicurezza deve cambiare. Ed è proprio qui che noi abbiamo un ruolo fondamentale. Sicurezza predittiva. In altre parole, se si considerano i richiami avvenuti negli ultimi anni, possiamo arrivare al punto di individuare quella o quelle due batterie difettose in un intero lotto di veicoli, invece di procedere a un richiamo da miliardi di dollari? Possiamo individuare quella o quelle due batterie difettose, toglierle dalla circolazione e ridurre il costo del richiamo a 20.000 dollari o magari a un semplice intervento di manutenzione, anziché un richiamo su larga scala. Ed è proprio questo che facciamo.

JOHN: Ok, è davvero incredibile. Quindi, in sostanza, stai dicendo che il BMS è passato da quella che era forse la prima generazione, con un monitoraggio relativamente rudimentale di aspetti di base, a una funzionalità molto più avanzata che consente di ottenere una serie di vantaggi, come migliori prestazioni, migliori capacità di ricarica e maggiore sicurezza. È incredibile.

Riduzione dei costi delle batterie per veicoli elettrici

NADIM: Assolutamente sì. Ma questo è solo l’inizio. Si può fare ancora molto di più. Insomma, dobbiamo spingerci un po’ oltre. Oggi le batterie sono costose. I veicoli elettrici… Il problema dei veicoli elettrici non è tanto legato alle prestazioni, quanto piuttosto al costo. All’accessibilità economica.

JOHN: E le batterie rappresentano la voce di costo più consistente di un veicolo elettrico.

NADIM: Esatto. E se riuscissimo a trovare il modo di ampliare i limiti di produzione delle batterie? Magari tollerando un numero leggermente maggiore di difetti nelle batterie, ma correggendoli a livello di software. E poi abbassassimo i costi del 10, 20, 30%? E se decidessimo di acquistare più batterie dalla Cina invece di rifornirci esclusivamente dalla Corea e dal Giappone, dove si trovano batterie di alta qualità, riducendo così i costi del 50%? A quel punto l’equazione dell’accessibilità economica sarebbe completamente diversa, e gli OEM guadagnerebbero oggi invece di non guadagnare nulla.

Batterie definite dal software

JOHN: Stiamo parlando di un concetto che Sonatus ha definito “componenti definiti dal software”. E questo non è un termine tecnico del settore. Permettetemi quindi di spiegare brevemente perché riteniamo che ci siano così tanti componenti nel veicolo che spesso vengono trascurati. Sapete bene, naturalmente, che alcuni motori e componenti ad alte prestazioni sono spesso oggetto di studi molto approfonditi. Ma ci sono molti componenti nel veicolo che vengono in qualche modo integrati nel progetto, poi a volte sigillati con resina epossidica e infine dimenticati.

La realtà è che ci sono molte opportunità, soprattutto con i veicoli elettrici, per un miglioramento continuo e una messa a punto costante. Quindi, quando parliamo di componenti definiti dal software, ciò che intendiamo realmente è effettuare un'acquisizione dettagliata dei dati su numerosi componenti del veicolo, per poi capire come migliorarne le prestazioni – che si tratti di capacità, efficienza e così via – e infine fornire tali aggiornamenti per migliorare il veicolo dopo la consegna.

Ho notato con grande interesse che voi ragazzi avete un concetto chiamato “batteria definita dal software”, e mi sembra un’idea molto simile. Mi piacerebbe che ci parlaste del vostro concetto di batteria definita dal software.

NADIM: In effetti, il componente più grande di un veicolo elettrico è la batteria. E se si osserva la batteria più da vicino, non si tratta semplicemente di un unico grande blocco, ma è composta addirittura da centinaia di piccole batterie. E anche all’interno di ciascuna di queste, che chiamiamo “celle”, si può andare ancora più in dettaglio. E anche queste sono costituite da una moltitudine di componenti minuscoli, quali elettrodi e strati di materiali, per così dire. Quindi c’è un numero enorme di componenti, per così dire, all’interno di quel pacco batterie.

JOHN: Giusto.

NADIM: E, sorprendentemente per un dispositivo a due terminali (più e meno), è incredibilmente complesso. La chimica all’interno di quella batteria è incredibilmente complessa. E quindi, a differenza dell’elettronica, dove ci sono state generazioni di ricerca su come misurare elettricamente un determinato componente, questo è un territorio completamente nuovo. Come si fa a misurare l’elettrochimica senza aprirla fisicamente? E così, ciò che abbiamo fatto essenzialmente è stato attingere a ciò che è stato consolidato, il “gold standard” nei laboratori. Si tratta di quella che viene chiamata spettroscopia di impedenza elettrochimica. Ora mi lascerò andare a qualche nozione tecnica per un brevissimo istante.

JOHN: Va bene, sì.

NADIM: E questo sistema esiste ormai da oltre 100 anni. Si tratta di strumentazioni da banco ormai consolidate per comprendere i processi chimici in laboratorio. Ma nessuno le ha mai integrate in un veicolo. E quindi parte della nostra proprietà intellettuale consiste proprio nell’integrarle in un veicolo. Quindi stiamo effettuando queste misurazioni in tempo reale, all’interno del veicolo, per capire: che cos’è quel componente, quella batteria, ognuno di essi, ogni singola cella… Cosa sta facendo in ogni istante? Come si sta degradando? Presenta qualche problema? È conforme alle aspettative dal punto di vista della qualità? Oppure ci sono forse dei difetti minimi. Questi difetti minimi sono dell’ordine dei nanometri. Non stiamo quindi parlando di difetti di grandi dimensioni. Quindi li misuriamo, li monitoriamo e, nel corso del tempo, adottiamo le opportune azioni correttive.

JOHN: Giusto.

Enorme impatto derivante dalla messa a punto nel corso del tempo

NADIM: Ed è proprio quello che facciamo. Siamo in grado di modificare dinamicamente la ricarica del veicolo in modo molto, molto sottile, impercettibile per l’utente. Ma di enorme importanza per i processi chimici all’interno del veicolo, che producono enormi benefici a valle. Perché lo facciamo nel corso del tempo. L’analogia che faccio spesso al mio team è questa: immaginate di essere un medico e di avere dei pazienti che vengono da voi, ma di poter misurare quotidianamente i loro valori ematici. E di apportare correzioni minime alla dieta, talmente minime che loro non se ne accorgono nemmeno; ma dopo 10 o 15 anni, l’impatto è enorme.

JOHN: Hai sollevato un punto davvero importante riguardo a questa correzione continua nel tempo. Ed è un argomento di cui abbiamo parlato molto in relazione ai componenti definiti dal software in generale, perché spesso un… ingegnere o progettista di un componente o di un sottosistema che fa un ottimo lavoro – cioè, non è che faccia un lavoro scadente, anzi, lo fa benissimo – ma lo progetta per un determinato momento nel tempo. Beh, la tecnologia avanza. Il veicolo invecchia. Potrebbero acquistare il veicolo a Phoenix e poi trasferirsi in Colorado, dove fa più freddo e l’altitudine è maggiore, e così via. E così le condizioni ambientali, la durata di vita, tutte queste cose cambiano. Ma lo si progetta in base a un momento specifico nel tempo precedente. Beh, come può essere questa la risposta giusta? Quindi penso che questi progetti riprendano proprio questa stessa idea – noi ne stiamo parlando in termini più generici, tu ne parli specificamente per le batterie – e credo che si tratti di un’innovazione molto importante.

NADIM: E se avessi visitato uno o più stabilimenti di produzione di batterie, ti renderesti conto che la produzione di batterie non è come quella dei semiconduttori. È ancora una tecnologia primitiva. Non esistono due batterie identiche. Quindi, oltre a ciò che hai sottolineato, ovvero che l’utilizzo è diverso...

JOHN: Giusto.

Le batterie non sono semiconduttori

NADIM: Ma anche la nascita della batteria è diversa.

JOHN: È vero, è vero. E, come molti dei nostri ascoltatori sanno, provengo dal settore dei semiconduttori. E sapete, nel settore dei semiconduttori, quando si parla di difetti, si parla di difetti per milione e si punta a una qualità incredibile, quasi assurda, con percentuali a una sola cifra. Quindi i chip che escono sono piuttosto simili. Cioè, c’è ancora qualche messa a punto da fare da chip a chip, ma sono comunque molto, molto, molto simili. Non è così per le batterie.

NADIM: No, assolutamente no. È completamente diverso. Quindi si può affrontare la questione in due modi. Si possono investire miliardi e trilioni di dollari per migliorare la produzione delle batterie. Ma non è economicamente fattibile perché nel settore delle batterie non esiste un equivalente della legge di Moore. Il che significa che più si rendono costose le apparecchiature, più costose diventeranno le batterie. Oppure si dovranno affrontare quelle carenze, o forse quelle sfide, in modi che consentano di farlo attraverso il calcolo. E questo funziona eccezionalmente bene.

Ottimizzazione dei costi delle batterie per veicoli elettrici

JOHN: Beh, forse questo è il punto di partenza perfetto per parlare dei costi. Abbiamo accennato al fatto che le batterie rappresentano la voce di costo più consistente in un veicolo elettrico, non nei veicoli convenzionali, ma sicuramente in quelli elettrici. Quali sono quindi le opportunità di utilizzare questo tipo di tecnologia per ridurre i costi, mantenendo ovviamente, al contempo, qualità e sicurezza?

NADIM: Esatto. Allora, oggi vorrei fornirvi alcune cifre. Se guardiamo agli Stati Uniti, anche con l’IRA, il costo delle batterie negli Stati Uniti si aggira tra i 100 e i 120 dollari per chilowattora. Un veicolo elettrico tipico negli Stati Uniti ha una capacità di 100 chilowattora. Questo significa circa 10.000 dollari solo per la batteria. È piuttosto costoso, ed è per questo che al momento ci si limita ai veicoli di fascia alta. Allo stesso tempo, oggi in Cina quel costo è compreso tra i 40 e i 60 dollari per chilowattora. La metà. La metà. Ed è una differenza enorme. Ora, all’improvviso, ci si chiede: «Wow, cosa posso fare per ottenere una capacità produttiva simile – userò il termine “batterie cinesi” perché al momento ci sono tensioni geopolitiche che hanno connotazioni diverse – ma simile, che ci consenta di abbassare il costo a 40-60 dollari?» Ciò che la Cina ha dimostrato è che è possibile abbassare il costo a quel livello, rendendolo accessibile a tutte le masse a livello globale. Ora, quando si parla di un’auto elettrica da 20.000 dollari, è fattibile se la batteria costa solo 5.000 dollari. E questa, credo, è l’opportunità che abbiamo davanti. Quando parliamo di auto elettriche, dovremmo ormai superare l’idea che siano riservate solo alle persone benestanti.

Come possiamo diffondere i veicoli elettrici ovunque? Perché, se vogliamo davvero perseguire la decarbonizzazione, dobbiamo garantire che tutti possano usufruire dell’elettrificazione a portata di mano.

JOHN: Assolutamente sì. Ne parliamo spesso nel programma. Voglio dire, la nostra tecnologia è in un certo senso indipendente dal tipo di propulsione. Ci occupiamo di motori a combustione interna convenzionali, ibridi ed elettrici. Ma crediamo fermamente, e io ne sono fermamente convinto, che i veicoli elettrici abbiano un ruolo importante da svolgere. E penso che in futuro saremo un attore dominante, non necessariamente l’unico, ma comunque dominante. Ma hai ragione. Questo costo è un fattore limitante fondamentale che sta frenando lo sviluppo.

Miglioramento della qualità e della sicurezza delle batterie

JOHN: Quindi, se riuscissimo a disporre di queste batterie a costo ridotto, in che modo il vostro software potrebbe contribuire a garantire la qualità e la sicurezza in quell’ambiente?

NADIM: Allora, vi farò un paio di esempi. Il primo riguarda la sicurezza. Quando salite in auto, non volete avere alcun dubbio che la vostra auto possa esplodere, prendere fuoco o chissà cos’altro. Oggi abbiamo risolto questo problema nei motori a combustione. Se torniamo indietro di 50 o 75 anni, gli incendi causati dalla benzina nelle auto erano comuni. Cioè, capitano ancora oggi, ma con frequenza molto minore. Dobbiamo arrivare a quel punto con i veicoli elettrici in cui non ci sia alcun dubbio e il software è di gran lunga l’elemento più critico per garantire che non si verifichino incendi delle batterie. Se una batteria dovesse potenzialmente prendere fuoco in futuro, è necessario individuarla prima che accada, non dopo, e non limitarsi a contenere l’evento, ma evitarlo del tutto.

JOHN: Quindi si tratta di segnalare che c'è un problema, oppure in realtà si tratta di eliminare quella cellula dalla circolazione in modo che non diventi un problema?

NADIM: Entrambe le cose. Assolutamente. Quindi ci sono diversi livelli di sicurezza e protezione. Il primo, ovviamente, è: “Lascia che me ne occupi io. So che c’è un problema. Lasciami fare qualcosa al riguardo”. Isolare la batteria, ridurre la ricarica, fare diverse cose che possiamo fare per mantenere quel livello di sicurezza. Se arriviamo al punto in cui ci rendiamo conto che, ok, questo non sta funzionando, a quel punto diremo sostanzialmente: “Spia del motore accesa”, fermate l’auto, o magari costringiamo addirittura il conducente a uscire dall’auto. Ma stiamo parlando di una situazione che si verifica 1 su un miliardo, non 1 su 1.000.000. È davvero l’ultima risorsa.

JOHN: Quindi, nella maggior parte dei casi, quando si riesce a isolare efficacemente le cellule difettose, si tratta di rimuoverle dalla circolazione o di ridurne l'impatto? Qual è esattamente la tecnologia utilizzata?

NADIM: In sostanza, sta cambiando il modo in cui… Quindi noi… lo stress a cui è sottoposta la batteria si verifica principalmente durante la fase di ricarica.

JOHN: Va bene.

NADIM: Quindi sta cambiando il modo in cui la batteria verrà ricaricata per ridurre lo stress a cui è sottoposta e garantirne una maggiore durata. E poi, durante la scarica, ovvero la fase di guida, potrebbero esserci alcuni limiti. Quindi ora accelererò a fondo sulla rampa dell’autostrada. Non faremo più lo 0 a 60 in due secondi. Potrebbero volerci sette secondi. Ma queste sono misure che consentono di proteggere in modo sicuro la batteria fino a quando non la si porta in officina per sostituirla, sostituire il modulo o sostituire quella specifica cella.

Livelli di sollecitazione sulle batterie

JOHN: Sì, è interessante che tu abbia menzionato i fattori di stress. Ne abbiamo parlato prima: lo stress a cui è sottoposta la batteria durante la ricarica è molto maggiore a causa dell'intensità del processo. Credo che tu avessi fornito alcuni dati al riguardo. Riflettici un attimo: potresti spiegare ai nostri ascoltatori di quanto sia maggiore lo stress durante la ricarica rispetto alla guida normale?

NADIM: Esatto. Quindi, se pensi alle tue abitudini di ricarica o di guida con un’autovettura. Concentriamoci per un attimo su un’autovettura. In genere percorri 300 miglia in autostrada a una velocità di circa – diciamo – 60 miglia all’ora, approssimativamente. Quindi ci vogliono cinque ore per scaricare la batteria, ma tu vuoi ricaricarla in 15 minuti. Quindi, quanto sarebbe, tipo…

JOHN: Un ordine di grandezza o più, forse un ordine e mezzo di grandezza

NADIM: È 20 volte più stressante per la batteria. Ed è esattamente quello che succede. La maggior parte… La stragrande maggioranza dei danni si verifica durante la ricarica. Anche con il tuo telefono, tra l’altro, questa è una curiosità per gli spettatori. Vuoi che il tuo telefono duri per sempre? Non ricaricarlo al 100%. Ricaricalo al 90%. Se devi viaggiare, d’accordo, arriva al 100%, ma nessuno viaggia tutti i giorni, giusto? Ora, quando si parla di veicoli commerciali, che è un altro segmento che amiamo moltissimo, il caso d’uso è molto diverso. Un furgone per le consegne o un camion di classe otto a 16 ruote. Sono in strada 360 giorni all’anno, 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

JOHN: La disponibilità è fondamentale.

NADIM: Si tratta di un caso d’uso molto, molto diverso. Potrebbero quindi dover essere ricaricati tre volte al giorno. È molto stressante. Per quanto riguarda le condizioni di temperatura, possono variare da -40 °C a +50 °C. Condizioni molto diverse. Il software diventa quindi ancora più cruciale per garantire la disponibilità del sistema e per ottimizzare i costi di una batteria molto costosa. È molto utile per l’operatore.

Migliorare la durata della batteria

JOHN: Oggi abbiamo parlato di come migliorare la qualità e le prestazioni. Ma anche la durata è fondamentale. Allora, spiegami in che modo i tuoi algoritmi e la tua tecnologia possono davvero migliorare anche la durata delle batterie.

NADIM: Quindi, in sostanza, riducendo o gestendo lo stress sulla batteria in modo molto delicato, è possibile ottenere una durata molto maggiore. E per “durata” intendo la longevità. Spesso il termine “durata” è fuorviante. Si tende a pensare: «Con una ricarica potrò percorrere tante miglia». Ma la “durata” reale significa due cose. L’autonomia di guida in quel singolo giorno. Ma anche per quanto tempo potrò utilizzare quella batteria nei prossimi cinque, dieci, 15, 20 anni?

JOHN: Giusto.

NADIM: E se si guarda alla situazione dal punto di vista storico, negli Stati Uniti le auto rimangono in circolazione in genere per circa 15 anni. Attualmente, la garanzia offerta dal produttore della batteria è di circa otto anni. Quindi viene da chiedersi cosa succederà nei sette anni successivi alla scadenza della garanzia. E se la mia batteria si guastasse? La sostituzione costerebbe 15.000 o 20.000 dollari. Non è certo una prospettiva gradita agli automobilisti. In effetti, se si considera il valore di rivendita delle auto elettriche oggi, esso dipende in larga misura dalla durata della batteria. E oggi, grazie alle nostre soluzioni, disponiamo di batterie in grado di durare 2.000 cicli. 2.000 cicli significano 600.000 miglia, ovvero un milione di chilometri.

JOHN: Fantastico.

NADIM: Quindi non devi preoccuparti della durata. Innanzitutto, l’auto… È come il motore in un’auto a combustione. Quante miglia? Bene. Mi sta bene. Questo è il valore di rivendita dell’auto.

Documentazione dello stato di salute della batteria ai fini della rivendita

JOHN: Esatto. Ed è quasi come se… Ne abbiamo parlato in una puntata recente con un altro ospite: se tu, in qualità di acquirente, potessi sapere – e, naturalmente, se tu, in qualità di venditore, potessi affermare con certezza – che questo veicolo è dotato di una batteria di alta qualità. A volte i telefoni lo fanno. Ad esempio, l’iPhone lo fa: ti dice, ad esempio, che lo stato di salute della batteria è X, così tu, come acquirente, puoi sapere che stai comprando un telefono usato. Hai un alto… Ma non è qualcosa che abbiamo oggi nelle auto. Se avessi la possibilità di sapere con certezza quanta durata residua ha la batteria del veicolo, il valore di rivendita sarebbe molto più alto. E penso che la rivendita dei veicoli elettrici al momento sia un settore molto delicato. C’è molta incertezza. C’è molta preoccupazione riguardo al valore residuo, il che è molto stressante per i mercati, per i mercati finanziari e per il mercato dell’usato. Quindi penso che questa sia un’opportunità incredibilmente preziosa. Ho ragione?

NADIM: Assolutamente sì. Il nostro software fa proprio questo. E quindi non c’è motivo per cui le case automobilistiche non possano fornirti quel dato. In qualità di acquirente, non c’è motivo per cui tu non debba accedere a una dashboard e chiedere: “Ehi, qual è la mia capacità attuale? Qual è la mia capacità futura?”. Ti faccio un esempio simile. Lo implementiamo ampiamente sugli smartphone in Asia. Il Giappone è un mercato che amiamo particolarmente. DOCOMO, ad esempio, è uno dei nostri principali clienti in Giappone, molto attento alla qualità. Quindi, sui telefoni DOCOMO oggi c’è un’app che, ovviamente, utilizza il nostro software. E l’app vi mostrerà esattamente ciò che avete detto: “Ecco lo stato di salute della mia batteria oggi”. Ma oltre a questo, offriamo agli utenti DOCOMO una previsione sullo stato della batteria nei prossimi sei mesi.

JOHN: Fantastico.

NADIM: E quindi non c'è motivo per cui non si possa fare la stessa cosa nei veicoli.

JOHN: È davvero interessante. E, sai, devo ammettere che quando guardo il mio telefono e, insomma, se noto lo stato di salute della batteria, se sta cominciando a calare un po’, mi viene da pensare: “Oh, forse non sto usando il mio… in questo caso il telefono… Forse non sto usando il mio telefono, o magari non lo sto ricaricando nel modo migliore per garantirne la longevità”. Quindi penso quasi che si potrebbero dare degli consigli agli utenti del tipo: «Se vuoi preservare il valore della tua auto, sia per te stesso che per il tuo acquirente successivo, che se ne accorgerà, ecco alcune cose che potresti fare per mantenere il valore del tuo veicolo». Un po’ come si fa con il cambio dell’olio o altre operazioni su un veicolo convenzionale. Ecco le cose che puoi fare per mantenere il valore del tuo veicolo elettrico.

NADIM: Esatto. Assolutamente. Vedi, la trasparenza è importante perché l’adozione dei veicoli elettrici rappresenta una trasformazione enorme, davvero enorme. Non solo dal punto di vista economico, ma anche comportamentale. Se chiedi a qualcuno che guida un’auto con motore a combustione da 50 anni: “Oh, per favore, passa a un veicolo elettrico”, ti risponderà: “Aspetta un attimo, dove sta il trucco?”. E quindi la trasparenza sarà fondamentale affinché credano e abbiano fiducia nel sistema. E per il tasso di adozione. E questo è un punto chiave: la durata, l’adozione di… Quindi capire come la durata cambi nel tempo, grazie ai dati che abbiamo appena menzionato, è fondamentale per dissipare quelle preoccupazioni.

Gli ostacoli nella transizione verso i veicoli elettrici

JOHN: È fantastico. È una nuova prospettiva davvero interessante su come funziona tutto questo. Hai accennato al cambiamento ideologico che stanno vivendo molti acquirenti che oggi potrebbero guidare auto con motore a benzina. Il passaggio ai veicoli elettrici comporta un grande cambiamento mentale. E stiamo cominciando a notare, sicuramente negli Stati Uniti e forse in tutto il mondo, che il passaggio ai veicoli elettrici sta incontrando alcuni ostacoli. Ha seguito una traiettoria in rapida ascesa, ma negli ultimi anni ha subito un leggero rallentamento. Mi chiedo se possiamo parlare un attimo del passaggio ai veicoli elettrici e quale sia la tua opinione al riguardo.

NADIM: Esatto. Allora, vorrei innanzitutto sottolineare due punti. Il primo è che il treno dell’elettrificazione ha già lasciato la stazione. Tra ondate di calore, tecnologie climatiche e cambiamenti climatici, dobbiamo decarbonizzare. La domanda ora è: come farlo in modo economicamente vantaggioso? Questa è la sfida. L’adozione dei veicoli elettrici, o piuttosto gli ostacoli che ne frenano la diffusione su larga scala, ruotano principalmente attorno agli aspetti economici. E, in una certa misura, anche all’autonomia e all’infrastruttura di ricarica, è vero. Quindi, come possiamo migliorare la situazione? Dobbiamo modificare i modelli economici in modo che siano accessibili a tutti, come abbiamo detto, il che significa in realtà ridurre il costo delle batterie e migliorare i margini per le case automobilistiche, perché hanno bisogno di guadagnare per poter produrre più veicoli e realizzare più modelli.

JOHN: Sì, è un punto davvero importante, perché oggi, come abbiamo detto, la batteria dei veicoli elettrici rappresenta una componente fondamentale del costo, ed è uno dei motivi per cui i costi di questi veicoli rimangono relativamente più elevati. Inoltre, oggi i margini sui veicoli elettrici sono molto ridotti per i produttori OEM, poiché questi ultimi subiscono una forte pressione sui costi. Quindi, se riusciamo a ridurre i costi delle batterie, non solo potremo abbassare contemporaneamente il costo del veicolo per i consumatori, ma anche offrire maggiori opportunità di margine ai produttori OEM, rendendoli più appetibili.

NADIM: In effetti, Tesla è oggi l’unico produttore di veicoli elettrici che sta realizzando profitti o che registra margini di profitto sui veicoli. Se si guardano gli altri, i colossi tradizionali come GM e Ford, e i nuovi arrivati come Rivian, beh, stanno perdendo un sacco di soldi quando si tratta di investire nei veicoli elettrici. Quindi dobbiamo renderli più accessibili all’utente finale, ma anche dare ai produttori l’opportunità di guadagnare, come hai giustamente sottolineato.

Quindi il primo aspetto è l’accessibilità economica. E questo, in realtà, ci riporta alla questione della batteria. Il secondo è l’infrastruttura. Stiamo investendo nelle infrastrutture. Ma non siamo ancora al livello necessario. Dobbiamo arrivare al punto in cui l’infrastruttura di ricarica sia paragonabile a quella delle stazioni di servizio: dove oggi io possa recarmi in tutta sicurezza presso una stazione di ricarica sapendo che sarà operativa e senza trovare cartelli che dicono “ci scusiamo, oggi siamo chiusi”, specialmente se mi trovo in mezzo al nulla. E poi, pensate all’adozione dell’elettrificazione nei paesi in via di sviluppo. Se andate in Africa o nel Sud-Est asiatico, vedrete che lì non sono disposti a spendere 50.000 o nemmeno 25.000 dollari per un’auto. E quindi si assiste alla proliferazione di veicoli a due e tre ruote e di mezzi meno complessi da elettrificare. Anche questo è un aspetto che dobbiamo sostenere. Mettendo insieme tutti questi elementi, si inizia a vedere un’adozione più rapida. Oggi, le resistenze si concentrano principalmente sul fatto che “è troppo costoso”, “non mi convince l’autonomia” e “non mi dà sicurezza”. Sappiamo quali sono i problemi. Dobbiamo risolverli.

JOHN: Insomma, le auto elettriche sono incredibili. E se ne hai guidata una, è davvero difficile tornare indietro. Ogni volta che devo guidare – e lo dico ogni volta che devo farlo – un’auto a benzina, penso: “Cavolo, non è affatto divertente da guidare come la mia auto elettrica”. Ma allo stesso tempo, ci sono delle realtà pratiche riguardo a questi costi di cui abbiamo parlato. Ci sono aspetti pratici da considerare riguardo all’infrastruttura di ricarica. Qui in California è molto facile ricaricare, ma in molte altre zone del Paese e del mondo non è così diffusa. Quindi, secondo me, dobbiamo affrontare tutti questi problemi contemporaneamente. E penso che continueremo a vedere un aumento nell’adozione delle auto elettriche.

NADIM: Vorrei condividere con voi un dato che è al tempo stesso promettente e preoccupante. Se dovessimo elettrificare magicamente tutti i veicoli negli Stati Uniti dall’oggi al domani – cosa che non faremo, ma ipotizziamo che accada dall’oggi al domani – dovremmo aumentare la nostra produzione di energia elettrica del 50%. E questo senza nemmeno considerare l’ AI, tra l’altro. Quindi abbiamo molto lavoro da fare sul fronte delle infrastrutture.

JOHN: Esatto. Quindi bisogna farlo, sai, come ho detto, forse dovremmo aggiungere una terza prospettiva. C’è la questione dei costi, e c’è quella delle infrastrutture. E poi c’è anche la produzione di energia. E tutto questo deve avvenire contemporaneamente.

NADIM: Esatto.

Conclusione

JOHN: Senti, questa conversazione è davvero interessante. NADIM, grazie per essere qui con noi. E per aver approfondito i dettagli della tecnologia delle batterie; in particolare, credo che l’aspetto più interessante sia che, se si pensa a una batteria e al software, probabilmente, come hai detto tu, è l’ultima cosa che verrebbe in mente. Ma ci hai davvero aiutato a comprendere l’importanza del ruolo che il software può svolgere nel migliorare le batterie in tanti modi diversi, proprio come abbiamo discusso. Grazie per essere stato con noi.

NADIM: Grazie per avermi invitato. È stato un piacere.

JOHN: Se vi piace quello che state ascoltando su “ The Garage ”, mettete “Mi piace” e iscrivetevi a questo episodio per ascoltare altri interventi dei principali esperti nel settore della tecnologia automobilistica. Grazie per averci seguito, e non vediamo l’ora di rivedervi molto presto in un altro episodio.