Se per una vettura endotermica il rifornimento si riduce a un bocchettone uguale per tutti, per una vettura elettrica la questione è più articolata. La batteria di trazione immagazzina e restituisce energia esclusivamente in corrente continua (DC, dall’inglese Direct Current), mentre la rete elettrica che raggiunge le abitazioni e le aree di servizio distribuisce energia in corrente alternata (AC, Alternating Current). Fra la presa e la batteria deve quindi esistere un convertitore, che trasforma l’alternata in continua e la porta alla tensione richiesta dal pacco batterie. La differenza fondamentale fra le modalità di ricarica sta proprio in un dettaglio all’apparenza banale: dove si trova fisicamente questo convertitore. Da qui discendono due grandi famiglie:
- Ricarica in corrente alternata (AC)
- Ricarica in corrente continua (DC)
La ricarica in corrente alternata (AC)
In questo caso la colonnina, o la wallbox domestica, si limita a fornire energia così come arriva dalla rete, occupandosi della sicurezza dell’impianto, del dialogo con il veicolo e della misura dei consumi. La conversione avviene a bordo della vettura, per opera del caricatore di bordo (in inglese on-board charger). È un componente che deve essere trasportato per tutta la vita del veicolo e che quindi, per ragioni di peso, ingombro e costo, viene dimensionato con criterio: è il caricatore di bordo, e non la colonnina, a stabilire il tetto massimo di potenza assorbibile in alternata. Ne deriva un equivoco frequente, perché collegare una vettura dal caricatore di bordo modesto a una colonnina molto più potente non produce alcun vantaggio.
Con le dovute variazioni fra modello e modello, le potenze in gioco si collocano in questi ordini di grandezza: pochi kW con il cavo dotato di spina domestica, soluzione di emergenza dato che le prese civili non sono concepite per erogare potenza in modo continuativo per molte ore; valori nell’intorno dei 7 kW con una wallbox su impianto monofase, la configurazione più diffusa nelle abitazioni italiane; valori di 11 o 22 kW su impianti trifase, tipicamente in ambito aziendale o condominiale. Sono potenze che si traducono in tempi misurabili in ore, ma è proprio questo il loro terreno d’elezione: la ricarica in alternata si svolge quando la vettura è comunque ferma, ed è anche la più delicata nei confronti della batteria.
La ricarica in corrente continua (DC)
Qui la logica si ribalta. Il convertitore non è più a bordo della vettura, ma è integrato nella colonnina, che è quindi un’apparecchiatura di dimensioni e peso ben maggiori, spesso corredata da un sistema di raffreddamento dedicato. La colonnina fornisce direttamente corrente continua, che raggiunge il pacco batterie senza passare per il caricatore di bordo, il quale viene semplicemente scavalcato. Venendo meno il collo di bottiglia dell’elettronica di bordo, le potenze possono crescere sensibilmente: si va dai circa 50 kW delle installazioni più datate fino ai 150, 350 kW e oltre delle stazioni più recenti.
È però opportuno chiarire un punto spesso frainteso: la potenza dichiarata da una colonnina rappresenta un limite superiore, non un valore costante. Quella effettivamente assorbita dipende dalla curva di ricarica della vettura, cioè dalla relazione fra potenza accettata e stato di carica della batteria: la centralina di gestione riduce progressivamente il flusso man mano che il pacco si riempie, per contenere le temperature e preservare le celle. Per questo i costruttori dichiarano abitualmente i tempi riferiti all’intervallo dal 10 all’80% e non alla carica completa. Incide inoltre la temperatura del pacco, motivo per cui molte vetture avviano un precondizionamento termico automatico quando la stazione viene impostata come tappa nel navigatore.
I connettori impiegati in Europa
A differenza di quanto accadeva agli albori della mobilità elettrica, oggi il panorama europeo è sostanzialmente standardizzato. I connettori che è possibile incontrare sono essenzialmente questi:
- Tipo 2 (Mennekes)
- CCS Combo 2
- CHAdeMO
- NACS
Tipo 2 (Mennekes): è il connettore di riferimento per la ricarica in corrente alternata in Europa, adottato come standard comunitario e denominato comunemente Mennekes dal nome dell’azienda tedesca che ha contribuito a svilupparlo. Si presenta come una presa circolare con la parte superiore appiattita e integra, oltre ai contatti di potenza, quelli dedicati al dialogo fra veicolo e infrastruttura, grazie ai quali la colonnina comunica alla vettura la corrente massima disponibile. Lo si trova sulle wallbox domestiche e sulla quasi totalità delle colonnine pubbliche in alternata.
CCS Combo 2: l’acronimo sta per Combined Charging System e la denominazione descrive con precisione il concetto. Non si tratta di un connettore alternativo al Tipo 2, bensì di una sua estensione: alla presa Tipo 2 vengono aggiunti, nella parte inferiore, due contatti di grande sezione dedicati alla sola corrente continua. Il vantaggio progettuale è evidente, poiché la vettura monta un unico bocchettone per entrambe le modalità di ricarica. È lo standard di riferimento per la ricarica rapida in Europa.
CHAdeMO: standard di ricarica in corrente continua di origine giapponese, storicamente fra i primi a diffondersi su larga scala e adottato in Europa soprattutto dalle vetture nipponiche della scorsa generazione. Richiede un bocchettone separato, che si aggiunge a quello per la corrente alternata. Con l’affermarsi del CCS Combo 2 anche i costruttori giapponesi hanno allineato i modelli destinati al mercato europeo: il CHAdeMO è oggi in netta ritirata e resta presente su una parte delle colonnine esistenti, spesso in affiancamento al CCS, a beneficio del parco circolante che ne è ancora dotato.
NACS: sigla di North American Charging Standard, è il connettore sviluppato da Tesla e in seguito aperto agli altri costruttori, che lo hanno adottato in misura crescente. È compatto e gestisce con gli stessi contatti sia la corrente alternata sia la continua. Merita una citazione per completezza, ma riguarda il mercato nordamericano: in Europa la stessa Tesla adotta da anni il Tipo 2 e il CCS Combo 2, in ottemperanza agli standard comunitari.
Le reti di ricarica
All’aspetto tecnico si affianca quello infrastrutturale. La rete Tesla Supercharger è l’esempio storicamente più noto di rete proprietaria ad alta potenza, concepita per rendere praticabili i lunghi trasferimenti autostradali. In Europa le stazioni impiegano il connettore CCS Combo 2 e un numero crescente di esse è stato aperto anche alle vetture di altri marchi.
Sul fronte italiano merita una citazione Free To X, società nata in seno al gruppo Autostrade per l’Italia, che ha realizzato oltre cento stazioni ad alta potenza lungo la rete autostradale in concessione, distribuite con una distanza media di circa cinquanta chilometri l’una dall’altra e capaci, nelle configurazioni più recenti, di erogare potenze dell’ordine dei 300 kW. L’impostazione è coerente con quanto richiesto dalla normativa europea, che impone la presenza di stazioni ad alta potenza a intervalli regolari lungo i principali corridoi stradali.
In conclusione, la distinzione fra corrente alternata e corrente continua non è una sottigliezza da addetti ai lavori, ma il criterio che determina l’intera esperienza d’uso di una vettura elettrica. L’alternata è la ricarica della sosta lunga, economica e delicata verso la batteria, quella che copre la maggior parte dei chilometri percorsi; la continua è lo strumento del viaggio, da utilizzare per una sosta breve e mirata lungo il percorso.
