Batterie al litio per Ground Support Equipment: il case study Aviogei

Negli aeroporti, la continuità operativa dipende anche dall’efficienza dei mezzi che lavorano ogni giorno a supporto degli aeromobili e dei passeggeri. Scale passeggeri, AmbuLift, belt loader, cargo loader e altri Ground Support Equipment svolgono attività diverse, ma condividono una necessità: essere disponibili quando richiesto, secondo cicli di lavoro spesso intensivi e con tempi di fermo ridotti al minimo.

Negli ultimi anni, l’elettrificazione ha interessato in modo crescente anche questo settore, portando costruttori e operatori a confrontarsi con nuovi criteri di progettazione e gestione delle flotte.

Se fino a pochi anni fa l'attenzione era focalizzata principalmente su capacità della batteria, tempi di ricarica e costo di acquisto, oggi il mercato sta vivendo una nuova fase evolutiva. Disponibilità dei mezzi, riduzione dei tempi di fermo, assistenza tecnica tempestiva, diagnostica remota e ottimizzazione del Total Cost of Ownership sono oggi fattori decisivi.

In altre parole, le prestazioni della batteria non possono essere valutate soltanto in termini di kWh disponibili.
Oggi la vera sfida è garantire continuità operativa, massimizzare la disponibilità della flotta e ridurre al minimo i tempi di inattività.

È in questo scenario che si inserisce la collaborazione tra Aviogei e Flash Battery, avviata nel 2021 a partire dall’elettrificazione di un AmbuLift e successivamente evoluta nello sviluppo di una gamma di batterie al litio custom destinata a differenti applicazioni Ground Support Equipment.

Il progetto rappresenta un caso concreto di come la collaborazione tra un OEM e un produttore di batterie possa partire dalle esigenze di una singola macchina e svilupparsi nel tempo, fino a definire soluzioni energetiche con differenti capacità, modalità di ricarica e possibilità di configurazione.

Il punto di partenza non è stato quindi scegliere una batteria da inserire nel veicolo, ma individuare le caratteristiche che il sistema energetico avrebbe dovuto avere per rispondere alle reali condizioni operative dei mezzi Aviogei.

I mezzi aeroportuali operano in contesti estremamente eterogenei: possono lavorare in aeroporti caratterizzati da temperature rigide o particolarmente elevate, affrontare cicli di lavoro intensivi e adattarsi a infrastrutture di ricarica differenti a seconda del Paese o dello scalo di destinazione. In uno scenario dove la continuità del servizio è fondamentale, l'affidabilità del sistema energetico diventa un requisito imprescindibile.

In uno scenario di questo tipo, l’affidabilità del sistema energetico deve essere valutata insieme alle reali condizioni di utilizzo della macchina.

Per rispondere alle esigenze individuate da Aviogei, Flash Battery ha quindi sviluppato una soluzione custom lavorando a stretto contatto con il team tecnico del costruttore e integrando la batteria nell’architettura del veicolo.

Tra i principali requisiti applicativi individuati nel progetto:

• dimensioni compatte per ottimizzare gli spazi disponibili a bordo;
• tensione nominale di 76,8V compatibile con le specifiche applicative richieste;
• manutenzione predittiva per poter affiancare quotidianamente il cliente;
• elevata affidabilità operativa nelle differenti condizioni ambientali di utilizzo;
• flessibilità di ricarica tramite standard automotive o presa industriale

Celle LFP e BMS per la gestione del sistema batteria

Oltre alla personalizzazione meccanica ed elettrica, un ruolo fondamentale è stato svolto dalla tecnologia proprietaria Flash Battery. Le batterie installate sui mezzi Aviogei utilizzano celle al litio ferro fosfato (LFP), una chimica particolarmente apprezzata nelle applicazioni industriali per l'elevata stabilità, la sicurezza intrinseca e la lunga vita operativa.

Alla chimica si affianca il Flash Balancing System, il BMS proprietario sviluppato da Flash Battery. Il BMS  che monitora costantemente lo stato della batteria, ottimizza il bilanciamento delle celle e contribuisce a preservarne le prestazioni nel tempo.

Monitoraggio remoto e diagnostica per supportare la continuità operativa

Accanto alla progettazione della batteria, un altro elemento rilevante per il settore aeroportuale è la possibilità di monitorarne il comportamento durante la vita operativa.

Il Flash Data Center, il sistema proprietario di controllo remoto di Flash Battery,  consente di analizzare in tempo reale il comportamento delle batterie installate e di supportare in modo proattivo le attività di diagnostica e assistenza. Un aspetto particolarmente importante in un contesto in cui la riduzione dei tempi di fermo e la disponibilità della flotta sono diventate priorità tanto quanto le prestazioni del mezzo stesso.

Una ricarica flessibile per aeroporti e infrastrutture differenti

Particolare attenzione è stata dedicata anche alla gestione della ricarica.

Poiché le infrastrutture presenti negli aeroporti possono differire sensibilmente da uno scalo all'altro, Flash Battery ha sviluppato una soluzione capace di adattarsi a scenari operativi differenti, consentendo la ricarica sia tramite standard automotive (Type 2) sia tramite la tradizionale presa industriale.

La possibilità di utilizzare modalità di ricarica differenti aumenta la flessibilità applicativa del mezzo e permette di adattarlo più facilmente all’infrastruttura disponibile nel luogo in cui sarà utilizzato mezzo senza vincoli legati alla disponibilità di una specifica infrastruttura di ricarica.

Per il costruttore, considerare questo aspetto già in fase di progettazione significa evitare che l’infrastruttura di ricarica diventi successivamente un vincolo all’impiego della macchina.

Quella che inizialmente era nata come una collaborazione legata a una singola applicazione si è progressivamente trasformata in una partnership strutturata, portando allo sviluppo di un'intera gamma di batterie dedicate alle diverse applicazioni Aviogei.

Oggi le batterie Flash Battery equipaggiano la quasi totalità delle applicazioni elettriche del costruttore italiano impiegate in oltre 180 aeroporti in 120 paesi nel mondo.

La gamma comprende soluzioni con tensione nominale di 76,8V e capacità comprese tra 280Ah e 608Ah, per energie disponibili da 21,5 a 46,7kWh in grado di adattarsi alle diverse esigenze operative delle applicazioni GSE.

Tra queste, la versione da 608Ah rappresenta una delle soluzioni più avanzate sviluppate per il settore GSE. Grazie all'elevata densità energetica raggiunta è stato possibile concentrare una notevole capacità in uno spazio estremamente contenuto, ottimizzando l'integrazione a bordo e lasciando maggiore libertà progettuale al costruttore.

Flash Parallel: modularità per esigenze energetiche differenti

La batteria è inoltre compatibile con la tecnologia Flash Parallel, che consente di collegare più moduli in parallelo per aumentare la capacità energetica disponibile mantenendo un'elevata flessibilità di integrazione.

L’approccio è particolarmente interessante per un costruttore che sviluppa veicoli con missioni operative e richieste di autonomia differenti.

Attraverso un approccio modulare è infatti possibile utilizzare lo stesso modulo batteria come elemento base per applicazioni diverse, combinandone più unità quando sono richieste capacità energetiche superiori.

La modularità permette quindi di configurare il sistema energetico in funzione della macchina, mantenendo una piattaforma tecnologica comune tra applicazioni con necessità differenti.

Una soluzione che semplifica la progettazione del veicolo, ottimizza la gestione delle configurazioni e consente di rispondere con maggiore efficienza alle esigenze di una flotta in continua evoluzione.