Di Jeremy Cook
Entro il 2030 la metà delle automobili vendute negli Stati Uniti sarà costituita da veicoli elettrici. Dall'altra parte dell'oceano, l'Unione europea intende vietare la vendita di motori diesel e a benzina entro il 2035, portando definitivamente il settore nell'era dei veicoli elettrici (e/o potenzialmente a idrogeno). In Norvegia, le vendite di auto elettriche hanno già superato quelle dei motori a combustione. Da parte sua, lo stato più popoloso degli Stati Uniti, vale a dire la California, prevede di eliminare la vendita di veicoli alimentati esclusivamente a combustibili fossili entro il 2035. La tendenza porta inequivocabilmente verso veicoli elettrici più sostenibili e questo pone importanti interrogativi sul futuro della ricarica dei veicoli elettrici.
La possibilità di effettuare la ricarica a casa ogni sera può ovviare a questo problema. Tuttavia, questa configurazione potrebbe non essere fattibile per chi vive in un appartamento. Nel caso di un lungo viaggio, la notevole autonomia di oltre 480 chilometri può apparire molto meno interessante.
Per un utilizzo pienamente diffuso dei veicoli elettrici, c'è bisogno di una rete di ricarica affidabile e ad alta velocità. Questo articolo prende in esame lo stato attuale delle soluzioni di ricarica per veicoli elettrici e i possibili sviluppi. Dopotutto, se devi spostarti dal Colorado alla Florida con un veicolo elettrico avrai bisogno di un'infrastruttura di supporto: non domani o l'anno prossimo, ma adesso.
Il caricabatterie si trova nell'automobile
Anche se il dispositivo che si collega all'auto viene spesso chiamato "caricabatterie", tecnicamente si tratta di un termine improprio. La soluzione standard per la ricarica EV è più propriamente detta stazione di ricarica per veicoli elettrici o EVSE. L'EVSE collega l'auto alla rete elettrica, che alimenta il caricabatterie vero e proprio all'interno del veicolo. Questo caricabatterie converte la corrente alternata di ingresso in corrente continua che alimenta direttamente la batteria. Nelle soluzioni di ricarica rapida, l'alimentazione viene fornita come corrente continua (CC) al veicolo elettrico, bypassando la fase di rettifica della corrente a bordo.
Il caricabatterie all'interno dell'auto trasferisce l'attività di corretta alimentazione della batteria a bordo del veicolo stesso. Le apparecchiature esterne possono essere semplici, agevolando così il collegamento anche a stazioni sconosciute.
Livelli 1 e 2 di ricarica EV a casa
Se non ci si allontana mai troppo dall'abitazione, ricaricare l'auto è come accendere una lampada. Prendi il cavo di ricarica di livello 1 in dotazione con il veicolo, lo colleghi a una presa di corrente standard da 120 VCA, lo inserisci nella porta di ricarica dell'auto e il gioco è fatto! La ricarica è pronta, anche se lenta.
A causa dei limiti di potenza sui circuiti a 120 VCA, questo tipo di ricarica di livello 1 consente in genere un'autonomia del veicolo di 16 chilometri orari. Tuttavia, sono disponibili diversi livelli di ricarica per i veicoli elettrici e i caricabatterie di livello 2 possono accelerare il processo. I caricabatterie di livello 2 funzionano a 240 VCA e possono fornire un'autonomia di circa 64 chilometri orari, in base a diversi fattori. L'allacciamento di un'apparecchiatura di livello 2 più veloce è, in genere, più complicato rispetto al livello 1 e può richiedere l'intervento di un elettricista.
Per quanto riguarda i collegamenti, sia a livello locale che in tutti gli Stati Uniti, la maggior parte dei marchi ha un'interfaccia standardizzata conforme a una specifica nota come SAE J1772. Questo standard stabilisce la forma fisica e la piedinatura dei collegamenti ed è compatibile con i sistemi di livello 1 e 2. Per la ricarica rapida CC vengono utilizzati collegamenti supplementari, che però non sono generalmente disponibili a casa.
Tesla rappresenta un'eccezione a questa standardizzazione, poiché utilizza un diverso tipo di connettore di ricarica EV. Tuttavia, è disponibile un adattatore per convertire una porta Tesla in SAE J1772. A livello internazionale, l'Unione europea ha adottato uno standard diverso, IEC 62196, mentre il Giappone utilizza lo stesso connettore SAE J1772 degli Stati Uniti. Lo standard di ricarica cinese somiglia al connettore UE, ma la piedinatura elettrica è diversa.
Scopri di più sui vari livelli e standard dei connettori EV.
La realtà delle attuali soluzioni di ricarica per veicoli elettrici
Per la ricarica fuori casa, gli attuali numeri (approssimativi) degli Stati Uniti sono così suddivisi:
- 50.000 stazioni di ricarica pubbliche e 140.000 porte singole
- L'80% delle porte ricarica a una velocità di livello 2
- Il 19% delle porte supporta la ricarica rapida CC (la categoria che cresce più rapidamente)
- La California ha oltre 15.000 punti di ricarica, seguita da New York con 3.600 e dalla Florida con 3.000
- Negli Stati Uniti ci sono dieci veicoli elettrici per ogni porta di ricarica
A prima vista queste statistiche possono sembrare ottime, ma se i caricabatterie non sono distribuiti in modo omogeneo, non agevolano i lunghi viaggi. Anche se attualmente il numero di caricabatterie sembra buono, il numero di stazioni di ricarica dovrà tenere il passo con l'aumento della flotta di veicoli elettrici a livello nazionale. Va detto inoltre che, mentre possono bastare cinque minuti per fare rifornimento presso una stazione di servizio, anche la ricarica CC più veloce richiede molto più tempo per fare il pieno a partire da un "serbatoio vuoto".
Tesla ha una propria rete di ricarica, mentre tutti gli altri hanno a disposizione un mix di strutture pubbliche e private. Per la ricarica rapida CC, la spina J1772 aggiunge due connettori supplementari sul fondo, mentre Tesla utilizza la stessa spina per tutto. Dal punto di vista del guidatore, la configurazione di ricarica Tesla può essere più semplice e integrata, mentre il mondo J1772 presenta una maggiore varietà. Entrambe le soluzioni hanno pro e contro, proprio come i prodotti Macintosh e i PC IBM/Windows offrono esperienze utente diverse.
Tecnologia di ricarica EV: i pro, i contro e gli aspetti meno pratici
In linea di massima, il futuro della ricarica EV sembra abbastanza semplice: più stazioni di ricarica, più corrente continua per la ricarica rapida. Resta da vedere quanto le opzioni pubbliche e le strutture private in concorrenza tra loro riusciranno a collaborare. Idealmente, le opzioni di ricarica EV si fonderanno in un'unica soluzione omogenea, come le tipiche stazioni di servizio: sarà sufficiente accostarsi a un caricabatterie, collegare la spina e pagare tramite carta di credito, tecnologia RFID standardizzata o app unificata per avviare la ricarica.
Tuttavia, è altrettanto probabile che ogni marchio di ricarica richieda l'uso di un'applicazione proprietaria, che aggiungerà ulteriori passaggi onerosi alla ricarica in viaggio e fornirà l'ennesimo metodo di tracciamento che sottopone gli utenti a pubblicità e analisi. Infine, con l'entrata in funzione di milioni di auto elettriche, la nostra rete elettrica, già sotto pressione, potrebbe avere ulteriori problemi di fornitura.
Tra le nuove tecnologie di ricarica EV sperimentali, più o meno realistiche, troviamo i caricabatterie wireless drive-on, che utilizzano la stessa tecnologia dei caricabatterie wireless dei telefoni, e i pannelli solari a bordo dei veicoli elettrici. Anche se sembrano entrambe ottime idee, al momento non sono praticabili.
Può sembrare strano, ma la batteria di un veicolo è in grado di alimentare l'abitazione in caso di un'interruzione di corrente. Si tratta di una capacità reale e potenzialmente molto vantaggiosa, ma richiede l'installazione di circuiti speciali da parte di un elettricista. Inoltre, potrebbe sorgere un problema se devi uscire con l'auto e l'interruzione di corrente e/o l'emergenza si protrae oltre i limiti della batteria. In assenza di elettricità immagazzinata o disponibile, l'auto rimane bloccata fino al ripristino della corrente di rete.
Il futuro della ricarica EV
Attualmente le porte di ricarica stanno confluendo verso il connettore SAE J1772, con la disponibilità adattatori compatibili con lo standard Tesla. Anche se alcune questioni rimangono irrisolte, ad esempio la distribuzione e gli alimentatori in generale, questa compatibilità dovrebbe agevolare la diffusione della ricarica EV.
La buona notizia è che la ricarica EV a casa, dove avviene la maggior parte dei trasferimenti di corrente, è facile da configurare grazie ad apparecchiature già disponibili sul mercato. Con lo sviluppo della tecnologia delle batterie, in futuro le stazioni di ricarica remote potrebbero diventare meno necessarie. Un'auto in grado di percorrere circa 1.600 chilometri con una ricarica (o anche la metà), potrebbe soddisfare tutte le esigenze di spostamento giornaliere. La ricarica potrebbe diventare una prerogativa degli hotel, inclusa tra i vantaggi del soggiorno, come il Wi-Fi e la colazione.
Naturalmente, lo sviluppo dei veicoli elettrici richiede una serie di dispositivi elettrici che Arrow è in grado di fornire. Prendiamo ad esempio il fusibile di alimentazione per veicoli elettrici XEV25-200 di Eaton, in grado di gestire 200 A a 500 VCC, o il controller di carica programmabile EV-PLCC-AC1-DC1 di Phoenix Contact.
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