Le esigenze tecniche che richiedono il passaggio a batterie con maggiore rendimento energetico sono molteplici. Occorre prima di tutto osservare che la complessità degli impianti elettrici è notevolmente aumentata. L'introduzione delle fibre ottiche e delle reti di trasmissione CAN farà nel futuro ulteriormente aumentare il numero degli utilizzatori di bordo, che andranno perciò correttamente alimentati.Vi è inoltre la necessità di diminuire le emissioni di CO2 , responsabili dell'effetto serra e inizieranno perciò a diffondersi auto ibride che fanno un utilizzo congiunto di un motore elettrico e di un motore termico.
Gli attuali sistemi che utilizzano batterie a 12V con tensione dell'alternatore di 14V (12/14V) e che assicurano una potenza massima erogata di 4KW, non sono più in grado di soddisfare le esigenze sopra delineate. I costruttori di vetture si trovano quindi nella posizione di dover aumentare la potenza fino a 14 KW. Come ottenere i 14KW
Due sole sono le soluzioni tecniche che consentono il raggiungimento del suddetto valore: l'aumento della corrente erogata agli utilizzatori o l'aumento della loro tensione di alimentazione. Uno dei motivi che ha convinto i costruttori di automobili a utilizzare l'aumento di tensione per ottenere maggiore energia elettrica, è senza dubbio legato alle problematiche tecniche e ai costi che bisognerebbe affrontare se si dovessero progettare dispositivi elettronici di potenza per la regolazione della alimentazione con correnti generate elevate. L'aumento di tensione a parità di potenza erogata, fa diminuire il valore della corrente con un evidente beneficio tecnologico ed economico nella realizzazione dei circuiti di potenza. Il valore fissato è di 42V nell'impianto di ricarica della vettura, con batterie da 36V. Questa soglia di tensione è stata scelta anche in base al massimo valore considerato non pericoloso per l'uomo: tale valore, stabilito dalla SAE, tiene conto anche di eventuali extra tensioni che si generano con l'attivazione di attuatori induttivi, ed è di 50V. La miglior soluzione per la realizzazione delle reti di alimentazione a 42V è rappresentata dall'uso di reti di alimentazione miste (dual systems) e cioè a 42V e 14V. In quella a 42V vengono inseriti solo i carichi che funzionano con un elevato assorbimento di energia elettrica (quelli ad esempio relativi all'attuazione elettromagnetica delle valvole del motore termico o i motori elettrici per l'azionamento della pompa dell'acqua, del servo sterzo e del compressore del climatizzatore). Il metodo più logico per realizzare alimentazioni miste sembra essere quello che mantiene un solo generatore a 42V e impiega un circuito DC/DC converter per alimentare la parte relativa ai 14V. La batteria a 36V gioca un ruolo primario nelle nuove reti di alimentazione a 42V. Tuttavia le sue dimensioni e il suo peso, se costruita con le attuali tecnologie applicate per gli accumulatori a 12V, aumenterebbero considerevolmente. Proprio per queste ragioni, attenti studi vengono condotti per ottenere una maggiore densità di energia e per contenere gli ingombri. Gli accumulatori a 36V devono essere in grado di fornire anche l'alimentazione al gruppo alternatore avviamento inserito nel volano motore, che in funzione di avviamento può essere anche sfruttato per sostenere il motore termico nelle fasi di accelerazione o per svolgere continue strategie di stop and go, durante l'utilizzo della vettura nel traffico cittadino. Resistenza al ciclaggio
Per questi specifici motivi le nuove batterie a 36V devono avere un'elevata resistenza al ciclaggio e cioè devono sopportare continui cicli di scarica e carica senza deteriorarsi. Anche la loro capacità energetica deve essere elevata. Nelle condizioni di stop and go ad esempio, devono garantire l'alimentazione ad accessori fondamentali come il riscaldatore del catalizzatore, il climatizzatore, le luci, lo sbrinatore. Le batterie con elevata capacità energetica realizzate secondo tecniche tradizionali sono decisamente pesanti ed ingombranti. Il loro alloggiamento nella vettura presenta perciò diverse problematiche. Infine si richiede un'elevata capacità di stoccaggio dell'energia, recuperata durante la fase frenante, per i futuri impianti che utilizzeranno assistenza elettrica in sostituzione di quella idraulica. Exide ha realizzato per la nuova tecnologia 42V, in collaborazione con Valeo, Lear e con Siemens VDO Automotive, che ha curato lo sviluppo dell'ISG e dell'impianto elettrico di bordo, un accumulatore specifico a 36V che assicura ingombri limitati e peso ridotto uniti a un'elevata capacità energetica e di stoccaggio, oltre ad un'ottima resistenza al ciclaggio. Per soddisfare a queste richieste, EXIDE ha utilizzato l'innovativa tecnologia Orbitale modulare (pur continuando a impiegare come coppia elettrochimica piombo/acido, che offre il maggior rapporto prezzo/KWh rispetto a una alcalina o organica), con elevata resistenza al ciclaggio, unitamente a quella AGM (Absorbed Glass Material) che permette la ricombinazione dei gas che si formano all'interno della batteria, eliminando così la necessità di effettuare qualsiasi tipo di manutenzione. La tecnologia Orbitale sfrutta una particolare disposizione delle due piastre (positiva e negativa) a banda continua che vengono arrotolate a spirale con interposizione del separatore in microfibra di vetro. Aumenta perciò la superficie di contatto delle piastre, pur mantenendo contenuti i volumi e aumentando l'energia a disposizione. Le batterie Orbitali hanno moduli fondamentali da 6V da collegare in serie per ottenere la tensione di alimentazione necessaria (da 12V ai 36V). La batteria a 36V sviluppata da Exide avrà inoltre un effetto benefico sull'ambiente grazie alla riduzione dei consumi e del CO2. Essa contribuirà infine alla riduzione dei pesi delle vetture tramite l'utilizzo di cablaggi più sottili. La batteria a 36V, inserita nel sistema elettrico a 42V, permetterà infine di soddisfare la futura domanda di 14KW per i consumi elettrici delle vetture.