COME FUNZIONANO LE COLONNINE DI RICARICA DELLE AUTO ELETTRICHE

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Le auto elettriche consentono di rendere più sostenibile la mobilità, soprattutto se questi veicoli ecologici vengono ricaricati utilizzando energia verde prodotta da fonti rinnovabili, come l’eolico e il fotovoltaico. Oggi, le automobili a propulsione elettrica sono sempre più diffuse in Italia e in Europa, anche grazie alla maggiore capillarità delle stazioni di ricarica, ma come funzionano le colonnine per la ricarica delle auto elettriche?

Una persona che ricarica la propria auto elettrica

Per ricaricare le auto elettriche si utilizzano le colonnine di ricarica.

Queste infrastrutture essenziali per la diffusione della mobilità sostenibile sono regolate da apposite normative, le quali determinano le modalità ammesse per ogni tipologia di ricarica. Vediamo nel dettaglio come funziona la ricarica delle auto elettriche alle colonnine, per capire meglio il funzionamento di questa tecnologia e passare alla mobilità elettrica in modo più consapevole e informato.

Come funzionano le colonnine elettriche

Una colonnina di ricarica è un dispositivo di distribuzione dell’energia elettrica, attraverso il quale è possibile ricaricare la batteria dei veicoli dotati di powertrain elettrico. Si tratta in particolare di auto elettriche e veicoli ibridi plug-in, ovvero automobili dotate di un propulsore elettrico e un motore a combustione, con una batteria che può essere ricaricata esternamente tramite una fonte energetica.

Ovviamente, esistono diverse tipologie di strumenti per la ricarica, fissi e portatili, a corrente continua o alternata e con varia potenza. Inoltre, è possibile distinguere tra le colonnine elettriche private e pubbliche.

Le colonnine private sono situate presso spazi privati, come garage di abitazioni residenziali, parcheggi di sedi aziendali, oppure posteggi di ristoranti, hotel e centri commerciali; Sono stazioni di ricarica allacciate alla rete elettrica locale, come le colonnine di ricarica residenziale, e in alcuni casi necessitano di opportuni adeguamenti e certificazioni, di cui si occupano gli elettricisti qualificati durante l’installazione.

Le colonnine elettriche pubbliche sono stazioni di ricarica ubicate presso spazi aperti al pubblico, come strade e parcheggi pubblici, aree di sosta delle autostrade o posteggi di stazioni ferroviarie e aeroporti. Queste colonnine sono installate direttamente dai distributori di zona o dai fornitori di energia che operano nel mercato libero, con la possibilità di erogare corrente elettrica continua o alternata e raggiungere potenze più elevate rispetto alle colonnine private. Inoltre, si tratta in genere di infrastrutture di medie o grandi dimensioni, che possono ricaricare simultaneamente un maggior numero di veicoli.

Il funzionamento è regolato dalla normativa per le colonnine di ricarica delle auto elettriche IEC 61851-1, la quale prevede i parametri tecnici da rispettare per le differenti tipologie di stazioni di ricarica elettriche, ad esempio indicando quando è necessaria la presenza di un sistema di controllo elettronico utilizzando un apposito circuito PWM (Pulse Width Modulation). In questa guida non ci soffermeremo sull’aspetto economico, quindi su quanto costa ricaricare l’auto elettrica alle colonnine, ma sul funzionamento delle stazioni di ricarica, le differenti modalità disponibili e un passo a passo su come si effettua la ricarica di un’auto elettrica alla colonnina.

Le modalità di ricarica alle colonnine elettriche

È possibile ricaricare un veicolo elettrico attraverso la ricarica lenta, media, rapida e ultrarapida

Le modalità di ricarica di un veicolo elettrico

La norma IEC 61851-1 prevede quattro modalità di ricarica dei veicoli elettrici. Si tratta di una norma generale, attraverso la quale sono identificate le caratteristiche tecniche di ogni modo di ricarica delle auto elettriche, classificando quattro tipologie specifiche e distinte di connessione dei veicoli elettrici alla rete:

  • Ricarica Modo 1 (ricarica lenta): Prevede il collegamento diretto del mezzo alla rete elettrica, con la connessione dell’automobile a una normale presa di corrente a 16 A in corrente alternata, con potenza fino a 7 kW e tensione di 230 V. In questi casi si utilizza una presa Shuko per la connessione del veicolo, in genere scooter e bici elettriche; tuttavia è possibile usare anche una presa industriale di Tipo 1 da 32 A e 230 V;
  • Ricarica Modo 2 (ricarica mediamente lenta): a differenza della ricarica Modo 1, questa seconda modalità comporta l’impiego di un’unità di controllo che si interpone tra il veicolo e la rete elettrica. Questo sistema, spesso chiamato “mobile charger”, non richiede l’utilizzo di strutture fisse come le wall box, quindi è una soluzione versatile e portatile per ricaricare i veicoli elettrici. A seconda del tipo di impianto si usano prese domestiche da 16 A (es presa Shuko) o industriali da 32 A, usufruendo di una ricarica più sicura grazie alla presenza del sistema PWM (Pulse Width Modulation) sul cavo di alimentazione, con potenza massima fino a 22 kW;
  • Ricarica Modo 3 (ricarica lenta o rapida): si tratta di colonnine fisse o wall box, infrastrutture di ricarica in corrente alternata dotate di unità di controllo e sistemi di protezione. Questa modalità è compatibile con connettori di Tipo 2 o 3, con la possibilità di ricaricare lentamente a 16 A oppure più velocemente a 63 A e 400 V in base al dispositivo utilizzato. Possono essere stazioni di ricarica pubbliche o private, fisse o portatili, con potenza fino a 22 kW;
  • Ricarica Modo 4 (ricarica rapida o ultrarapida): la quarta modalità è la ricarica rapida o ultrarapida, l’unica che prevede l’utilizzo di corrente continua. In questo caso il caricabatterie è esterno rispetto all’auto elettrica, inoltre sono stazioni esclusivamente pubbliche, con ricarica fino a 200 A e 400 V. La maggior parte delle colonnine elettriche arriva a una potenza massima di 150 kW, tuttavia esistono soluzioni all’avanguardia con potenza fino a 350 kW, utilizzando per il collegamento connettori CHAdeMO (standard giapponese) o CCS Combo 2 (standard europeo).
     

Come ricaricare l’auto elettrica alla colonnina

La ricarica alle colonnine elettriche dell’auto a zero emissioni funziona in base alla modalità di ricarica. Per le soluzioni di Modo 1, 2 e 3 in corrente alternata il caricabatterie è integrato nel veicolo, quindi basta aprire l’apposito scompartimento e collegare l’auto alla colonnina attraverso l’apposito cavo in dotazione. Naturalmente, è importante assicurarsi che il veicolo sia compatibile con la stazione di ricarica, per garantire un collegamento sicuro ed efficiente.

Per semplificare la ricarica in Europa da marzo 2021 è obbligatoria la nuova etichetta per la ricarica, un documento informativo con tutti i dati tecnici da apporre sui veicoli elettrici e i dispositivi di ricarica, una soluzione introdotta per aiutare gli automobilisti, evitare incidenti e danneggiamenti e uniformare le infrastrutture di ricarica dei veicoli elettrici nei Paesi UE.

L’etichetta identifica tutti i tipi di ricarica in corrente continua e alternata, con una presentazione grafica standardizzata a livello europeo, per favorire l’integrazione dei servizi di ricarica nel continente ed evitare errori nella scelta delle modalità di ricarica del proprio veicolo a zero emissioni.

Per la ricarica alle colonnine in corrente alternata è possibile utilizzare quattro tipi di connettori. Il dispositivo Tipo 1 si trova sul veicolo, è un connettore monofase con supporto fino a 32 A e 230 V. Il connettore Tipo 2, invece, è disponibile in modalità monofase o trifase, si può trovare sia sul veicolo che sulla colonnina, ed è compatibile con una corrente fino a 32 A e 230 V o 63 A e 400 V a seconda del dispositivo. Il Tipo 3A e 3C sono situati solo sulle colonnine, il primo usato esclusivamente per i veicoli leggeri come scooter e bici elettriche (max 16 A e 230 V), il secondo invece anche per le auto ma è ormai in disuso (monofase o trifase max 32 A 230 V /32 A 400 V).

Per la ricarica alle colonnine dell’auto elettrica in corrente continua bisogna parcheggiare il veicolo in prossimità della stazione di ricarica, quindi è necessario collegare l’automobile utilizzando l’apposito cavo della colonnina elettrica connettendolo al connettore dell’auto. Il cavo più diffuso per la ricarica in corrente continua è lo standard CCS Combo 2, compatibile anche con la ricarica in corrente alternata (in quanto la parte superiore del connettore CCS combo 2 è composta dal connettore di Tipo 2). Nel caso della ricarica in corrente continua, inoltre, non serve usare il cavo in dotazione con il mezzo, poiché è la colonnina ad esserne già provvista. Quindi una volta raggiunta la carica desiderata basta staccare il cavo e riprendere la guida.

La ricarica alla colonnina può essere monitorata dal display digitale della stazione elettrica, dal sistema di bordo del veicolo, oppure tramite apposite app per smartphone che consentono di controllare lo stato di ricarica del veicolo (spesso abbreviato con la sigla SoC, State of Charge). Per il pagamento presso le colonnine pubbliche esistono diverse soluzioni per il pagamento, utilizzando ad esempio una delle app dedicate, tramite pagamenti digitali o carta di credito, con la possibilità di pagare sia in base al consumo oppure sottoscrivendo un abbonamento a seconda delle soluzioni proposte dal proprietario delle colonnine di ricarica.

Il presente testo è aggiornato al 13 Luglio 2022

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