Avere un veicolo ICE e non sapere molto sui dettagli del processo di rifornimento non è un grosso problema: è abbastanza semplice da non avere molta importanza. Con le auto elettriche è certamente consigliabile avere familiarità con il processo di ricarica, poiché ha un impatto sull'esperienza dell'utente.
Quando fai rifornimento aspetti due o tre minuti, paghi l'importo in base al volume di carburante che hai ricevuto e sei a posto. Se hai un'auto elettrica, però, molto spesso la “stazione di rifornimento” è casa tua e devi conoscere il tuo impianto elettrico e le apparecchiature della tua auto. E quando fai ricarica presso le stazioni di ricarica pubbliche, ci sono anche cose che devi sapere, ad esempio la potenza massima di ricarica del caricabatterie e quella della tua auto. Proviamo a fare chiarezza sull’argomento ricarica.
Ricarica CA
La stragrande maggioranza delle sessioni di ricarica che avvengono in un veicolo elettrico sono di questo tipo. Il principio è semplice. L'interfaccia domestica o pubblica forniscono entrambe corrente alternata. Il caricabatterie di bordo del veicolo converte l'elettricità CA in CC per caricare la batteria.
Per determinare la potenza massima di ricarica della nostra auto dobbiamo sapere due cose. Innanzitutto le specifiche elettriche del nostro impianto elettrico domestico o dell'interfaccia pubblica e le relative specifiche del caricabatterie di bordo dell'auto.
L'impianto elettrico domestico può essere monofase o trifase. La potenza monofase si calcola come segue: P= V * I. La tensione monofase dipende da dove vivi e in Europa è 230 V. Moltiplicandolo per la corrente otteniamo la potenza di carica che l'impianto elettrico può fornire.
Ad esempio se abbiamo tensione 230V e corrente 32A, la potenza di ricarica sarà di 7,36 kW (230V*32A). Nel caso di energia elettrica trifase, con tensione 400V e corrente 32A, la potenza di carica si calcola come segue: P= V * I * √3 = 400V * 32A * 1.732 = 22 kW. È ovvio che un impianto elettrico trifase può fornire molta più potenza di un impianto monofase.
Andiamo alla macchina adesso. Se il caricabatterie di bordo corrisponde all'impianto elettrico, la potenza fornita all'auto sarà la stessa. Se possiedi, ad esempio, una Mercedes-Benz EQS con il caricabatterie di bordo opzionale da 22 kW, puoi sfruttare appieno l'impianto elettrico trifase sopra menzionato e caricare la tua auto con 22 kW utilizzando la relativa wallbox. Purtroppo se hai l'impianto trifase e colleghi la tua auto ad una presa schuko (tipo F), con corrente tipica di 10A, otterrai solo 2,3 kW.
Per calcolare il tempo di ricarica necessario per la tua auto, hai bisogno del contenuto energetico netto della batteria in kWh e della potenza di ricarica netta. Se disponi di un'auto con una batteria da 50 kWh, un caricabatterie di bordo da 11 kW e un'efficienza tipica del caricabatterie del 94%, il tempo di ricarica richiesto è 50/(11*0,94)= 4 ore e 50 minuti. Questo però è teorico e quanto possa essere vicino o meno alla realtà dipende dalla cosiddetta curva di carica che dipende dal veicolo. In genere con le installazioni domestiche e la loro resa inferiore ci si avvicina molto al numero previsto.
Ricarica CC
Nel settore della ricarica DC le cose sono molto più semplici. Poiché il caricabatterie DC fornisce corrente DC e anche la batteria del veicolo elettrico è DC, il caricabatterie di bordo è irrilevante nel processo. La potenza di ricarica massima che la batteria può ricevere dipende da due fattori: le sue specifiche e la capacità del caricabatterie rapido.
In generale, le batterie dei veicoli elettrici utilizzano una tensione di 400 V, ma ultimamente i moderni veicoli elettrici utilizzano architetture da 800 V+, come ad esempio Porsche Taycan, Audi E-Tron GT, Hyundai Ioniq 5, Kia EV6 e Lucid Air. Queste vetture consentono di caricare potenze fino a 350 kW con i rispettivi caricabatterie da 800V.
La gestione termica gioca un ruolo fondamentale nel determinare le velocità di ricarica. La maggior parte dei veicoli moderni è dotata di sistemi di batterie raffreddate a liquido, un requisito per gestire l'intenso calore generato durante la ricarica rapida. Al contrario, i modelli che si affidano al raffreddamento ad aria passivo generalmente limitano la potenza di ricarica CC a 50 kW per evitare il surriscaldamento della batteria.
Per ridurre al minimo il degrado della batteria, i produttori di veicoli elettrici generalmente consigliano di interrompere la ricarica CC al livello dell’80%. Questa raccomandazione è guidata anche dall’efficienza, poiché la velocità di ricarica scende bruscamente oltre questo punto, rendendo in gran parte impraticabile il tempo aggiuntivo necessario per raggiungere una carica completa.
Un'occasione perduta (?)
Il processo di ricarica sarebbe molto più semplice se i veicoli elettrici facessero affidamento esclusivamente sulla corrente continua. Sebbene questa idea possa suscitare dibattiti, l’adozione di un approccio solo CC eliminerebbe la necessità di un caricabatterie di bordo. Questo cambiamento si tradurrebbe in veicoli più leggeri e più convenienti e libererebbe i proprietari dall’onere di riporre i cavi di ricarica nel bagagliaio o nel portabagagli.
Nelle configurazioni di ricarica domestica, gli utenti installerebbero wallbox DC in grado di fornire fino a 22 kW, eguagliando le prestazioni delle wallbox AC. Sebbene oggi sul mercato siano presenti wallbox residenziali DC, attualmente costano circa da cinque a sette volte di più rispetto alle loro controparti AC. Tuttavia, se ogni produttore si impegnasse esclusivamente alla ricarica DC, si potrebbero ottenere economie di scala, riducendo drasticamente il prezzo dei caricabatterie DC per uso domestico.
Si potrebbe sostenere che questa scelta avrebbe dovuto essere presa all’inizio del movimento per la mobilità elettrica, ma rimane irrisolta. Di conseguenza, si tratta forse dell’occasione mancata più significativa per far avanzare la mobilità elettrica in generale.
