Colonnine di ricarica veicoli elettrici: tipologie di connettori e modi di carica Alessandro Borghi 9 Gennaio 2022 Wiki Bike Con la conclusione della COP26 risulta chiaro che a breve le auto elettriche e tutti gli altri veicoli a zero emissioni andranno lentamente a sostituire i veicoli “tradizionali” a combustibili fossili a cui siamo abituati. L’accordo firmato tra i vari Paesi coinvolge anche l’Italia e quindi anche le amministrazioni pubbliche locali, le aziende e tutte le associazioni coinvolte in questo processo di transizione ecologica che mira e ridurre l’inquinamento a livello globale. Dal 2040 saranno quindi vietate le vendite di automobili e mezzi di trasporto alimentati a benzina e a diesel; di conseguenza ci sia aspetta di assistere già a un aumento di veicoli elettrici nei prossimi anni. Il cambio verso una mobilità full electric parte però dal presupposto i cittadini possano godere di una rete capillare di infrastrutture per la ricarica dei veicoli. La capillarità della rete di ricarica risulta infatti fondamentale in quanto un’auto elettrica, così come una bicicletta elettrica, è dotata di una batteria agli ioni di litio che necessita di essere ricaricata per poter funzionare e dare autonomia, traducibile in chilometri percorribili. Essendo una novità per la maggior parte della popolazione, in questo pratico articolo, BiciLive.it desidera approfondire questo argomento fornendo utili indicazioni sulle tipologie e sulle caratteristiche delle colonnine di ricarica. Alcune stazioni di ricarica sono già presenti nelle nostre città, ma dato che saranno presto distribuite su tutto il territorio nazionale (o almeno si spera) riteniamo sia importante capire in dettaglio quali sono le tipologie di connettori e i modi di ricarica attualmente presenti nello scenario internazionale. Colonnine di ricarica: la normativa di riferimento Le colonnine di ricarica per auto, scooter e biciclette elettriche sono il mezzo con cui chiunque può ricaricare il proprio mezzo di trasporto nei luoghi pubblici. I connettori di ricarica e i modi di ricarica che andremo a vedere e ad approfondire di seguito sono però i medesimi che si potrebbero trovare all’interno dei luoghi privati, come ad esempio nei garage delle nostre case. Per quanto riguarda la norma di riferimento relativa alle stazioni di ricarica, nel 2014 è stata pubblicata a livello internazionale la normativa IEC 62196-3 “Plugs, socket-outlets, vehicle connectors and vehicle inlets – Conductive charging of electric vehicles – Part 3: Dimensional compatibility and interchangeability requirements for d.c. and a.c./d.c. pin and contact-tube vehicle couplers”. Essa è stata recepita a livello nazionale nel 2016 come norma CEI EN 62196-3 “Spine e prese per veicoli elettrici – Carica conduttiva dei veicoli elettrici Parte 3: Prescrizioni dimensionali per compatibilità e intercambiabilità di apparecchi con alveoli e spinotti cilindrici per c.c. e c.a./c.c.” e identifica nel dettaglio le principali caratteristiche di prese, spine e connettori fissi e mobili per la ricarica di un veicolo elettrico. Tabella delle tempistiche di ricarica delle diverse tipologie. Pur essendoci una normativa di riferimento è però spesso facile fare confusione tra i vari sistemi di ricarica dei veicoli elettrici. Come se non bastasse, le nazioni e le varie aziende tendono a imporre sul mercato i propri standard, creando ulteriori dubbi e punti di domanda. Al momento però sono state definite tre tipologie di connessione per la ricarica e quattro modi di ricarica per un totale (teorico) di dodici combinazioni possibili. In realtà però alcune combinazioni devo essere escluse in quanto tecnicamente impossibili da realizzare. Tra le rimanenti è giusto specificare che ovviamente la potenza di carica è inversamente proporzionale ai tempi di ricarica. Prendendo in considerazione la corrente alternata (AC) e la corrente continua (CC), le modalità di ricarica rapida a 43 kW per AC e quella rapida a 50 kW per la CC sono sicuramente le più veloci: per una autovettura elettrica di taglia media sono in grado di reintegrare completamente l’autonomia in circa un’ora. Colonnine di ricarica: tipologie di connettori e di connessione Le tipologie di connettori attualmente normati a livello internazionale dipendono dai tipi connessione, che sono esattamente tre e dipendono da come viene collegato il veicolo al punto di ricarica, e quindi dal lato o dai lati di connessione (lato veicolo e lato colonnina): Il veicolo elettrico è collegato alla stazione di ricarica tramite un cavo di alimentazione e una spina facenti parti del veicolo stesso, e quindi fissati a esso. Il veicolo elettrico è collegato alla stazione di ricarica tramite un cavo di alimentazione removibile dotato di connettore mobile e spina per il collegamento alla presa di CA. Il veicolo elettrico è collegato alla stazione di ricarica tramite un cavo di alimentazione e un connettore mobile fissati alla colonnina. A seconda della tipologia di connessione presente sul mercato troviamo però anche diverse tipologie di connettori per la ricarica di veicoli elettrici in corrente alternata (AC) e in corrente continua (CC). Per quanto riguarda la ricarica in AC la normativa prevede quattro tipi di connettori: – il Tipo 1 è posizionato solamente sul lato veicolo, è di tipo monofase (230 V) e ha due contatti pilota; – il Tipo 2 è posizionato sia sul lato veicolo sia sul lato colonnina, è di tipo monofase/trifase (230/400 V) e ha due contatti pilota; – il Tipo 3A è presente solamente sul lato colonnina, è di tipo monofase (230 V), ha un contatto pilota ed è usato per veicoli leggeri; – il Tipo 3C è presente solamente sul lato colonnina, è di tipo monofase/trifase (230/400 V), ha due contatti pilota e ormai è diventato obsoleto. A sinistra: IEC tipo 1/SAE J1772 (femmina); al centro: connettore proprietario Tesla02 (maschio); a destra: IEC tipo 2 (maschio). Passando invece alla corrente continua CC i due connettori di ricarica previsti dagli standard sono due: CHAdeMO (giapponese) e CCS Combo2 (europeo). Il CHAdeMO è lo standard per la ricarica rapida in corrente continua (CC) ed è presente sui veicoli di importanti case automobilistiche giapponesi. È infatti il connettore più diffuso a livello mondiale e i mezzi elettrici che lo adottano in genere hanno anche un connettore aggiuntivo per la ricarica in corrente alternata (solitamente di Tipo 1). Il CCS Combo2 deve il suo nome alla possibilità di avere a disposizione un connettore unico che consente sia la ricarica rapida in CC che la ricarica lenta in AC. CCS è infatti l’acronimo di Combined Charging System, mentre Combo2 è legato al fatto che per realizzarlo si è partiti dal connettore di Tipo 2. Colonnine di ricarica veicoli elettrici: modi di ricarica La normativa internazionale prevede un sistema di comunicazione universale tra la stazione di ricarica elettrica e il veicolo tramite un circuito PWM (Pulse Width Modulation). Esso garantisce la sicurezza durante il processo di ricarica, sia per quanto riguarda le persone sia per il mezzo stesso e più in particolare per la sua batteria. La colonnina di ricarica è a tutti gli effetti un prodotto dotato di circuiti elettrici ed elettronici e in quanto tale deve essere sicuro durante l’uso ma anche quando non è collegato alcun veicolo a esso. Tra i vari modi di ricarica ne esiste però uno, il Modo 1 per la precisione, che è sprovvisto di PWM, e che quindi può essere utilizzato anche se mancante del circuito di controllo per la sicurezza. Consiste in un collegamento diretto del veicolo a una normale presa di corrente, come quella domestica, ed è per tale motivo che è adatto solamente a bici elettriche e ad alcune tipologie di scooter elettrici. Mancando del PWM, il Modo 1 non può essere usato per le auto elettriche. Tabella con le caratteristiche dei diversi modi di ricarica. Il Modo 2 nasce per garantire una ricarica sicura a livello domestico e aziendale, sia essa lenta oppure rapida. Il sistema di sicurezza di questo modo prevede un dispositivo denominato Control Box montato sul cavo di alimentazione usato per connettere il veicolo alla corrente. Può essere utilizzato sia per prese domestiche monofase (tipo Shuko) sia per quelle industriali trifase, fino a una potenza massima in corrente alternata di 22 kW. Il Modo 3 invece è il modo obbligatorio per gli ambienti pubblici e quindi a questo modo vi appartengono tutte le colonnine di ricarica che troviamo nelle aziende e nei luoghi pubblici. In questo caso il Control Box è integrata all’interno della struttura della stazione di ricarica e consente una ricarica sicura sia essa lenta (16 A e 230 V) oppure rapida (32 A e 400 V). Il Modo 4 infine fa riferimento alla ricarica rapida in corrente continua CC che viene effettuata grazie a una colonnina con cavo integrato da collegare al veicolo. Il connettore può essere di tipo CHAdeMO e CCS Combo2 e permette la ricarica dell’auto elettrica in poco tempo. Se siete interessati a notizie riguardanti la mobilità urbana sostenibile e il mondo dei mezzi di trasporto elettrici – come ebike, monopattini, scooter e city car – vi consigliamo di continuare a seguirci e di leggere gli interessanti articoli che pubblichiamo quotidianamente sui canali del nostro magazine BiciLive.it.
