Guida ricarica auto elettrica: connettori, wallbox, AC/DC, tempi e costi

09 Maggio 2018 103

Quando si parla di connettori per la ricarica delle auto elettrica può nascere un po' di confusione. Come per i connettori degli smartphone, dove prima di arrivare alla standardizzazione c'è voluto molto tempo, anche in questo caso ci sono diverse soluzioni che cambiano a seconda del tipo di veicolo e del caricatore a bordo.

Ricarica auto elettrica in Corrente Alternata (AC)

La rete elettrica di casa è in AC a 230 volt, tensione che consente di erogare l'energia elettrica riducendo il più possibile il rischio di scosse mortali. La corrente alternata consente di passare facilmente da un voltaggio all'altro, a seconda del dispositivo utilizzatore, grazie al trasformatore.

Tramite rete domestica e senza PWM dedicato a gestire la sicurezza delle operazioni di ricarica, si possono ricaricare veicoli elettrici come bici, moto scooter collegandosi direttamente alla presa casalinga (Modo 1). Questo vale solo per i luoghi privati dato che, secondo la legge, in Italia il PWM è obbligatorio in ambienti pubblici o nei luoghi privati aperti a terzi.

Quando si passa a moto/scooter più prestazionali o auto, la ricarica domestica necessita del control box (Modo 2). In questo caso si possono utilizzare sia le prese domestiche che quelle industriali fino ad un massimo di 32A, monofase o trifase con massimo 22 kW.

Terzo scenario è quello della ricarica pubblica (Modo 3): uscendo dalle mura domestica arrivano le colonnine con PWM che offrono la ricarica a 16A - 240V, quella lenta, o la ricarica veloce a 32A e 400V.

Connettori ricarica AC - Modo 3, Modo 2, Modo 1

Diverse le tipologie di connettori principali per la ricarica di un veicolo elttrico in AC.

  • Tipo 1: monofase che gestisce un massimo di 32A e 230V arrivando a 7.4 kW.
  • Tipo 2: mono/trifase che gestisce un massimo di 32/70A a 230/400V circa. In questo caso si può arrivare ad una potenza massima di 43 kW
  • Tipo 3C: mono/trifase per massimo 32/62A e 230/400 Volt. La potenza massima è di 22 kW
  • Shuko: 10A, 230 V e 2.3 kW di potenza massima
  • Tipo 3A: monofase per massimo 16A e 230V, dedicato ai veicoli leggeri (potenza massima 3.7 kW)

In AC il connettore più diffuso è il Tipo 2 perché gestisce monofase e trifase grazie all'utilizzo di 7 poli, due dei quali sono utilizzati per il PWM che fa comunicare auto con stazione di ricarica e serve, tra le altre cose, a salvaguardare la batteria oltre che garantire la sicurezza operativa richiesta dalla legge.


Ricarica auto elettrica in Corrente Continua (DC)

La corrente continua (DC) consente la ricarica "ultra-rapida". In questo caso il caricabatterie è nella colonnina e gli standard principali sul mercato sono il CCS COMBO2 e il CHAdeMO.

La corrente alternata del sistema distributivo viene trasformata in corrente continua a 400V dalla colonnina di ricarica rapida. Da qui il costo maggiore di questo tipo di stazioni rispetto a quelle in AC che si sono diffuse maggiormente visti i minori investimenti richiesti.

Connettori di ricarica DC - Modo 4

CHAdeMO è lo standard nato in oriente a 50 kW (500V, 125 A) in corrente continua e può supportare potenze superiori, arrivando agli step da 100 e 150 kW. In DC il cavo è sempre fissato alla stazione di ricarica dato che l'alta tensione rappresenta un pericolo molto maggiore.

Il nome nasce dal giapponese "O cha demo ikaga desuka", che si traduce alla buona in "ci facciamo una tazza di te?". Il riferimento è nel tempo di attesa per ricaricare l'auto, quello appunto di una tazza di te in compagnia. Solitamente le auto che ricaricano in DC hanno anche un connettore per la ricarica lenta in corrente alternata che affianca quello principale.


CCS COMBO2 è uno standard con connettore nato dal Tipo2 e si chiama "combo" perché consente con un'unica presa sia la ricarica rapida in DC che la ricarica in corrente alternata. Risposta europea al CHAdeMO, ha il vantaggio di integrare la ricarica rapida e quella lenta in un unico connettore.

A seconda dei casi si può raggiungere un massimo di 43 kW in AC o fino a 200 kW in DC, sebbene si possa spingere fino ai 350 kW. Comunemente la potenza è di 50 kW. Usando il cavo dell'auto accedete anche alla ricarica più lenta in AC, usando quello della colonnina accedete alla DC.

Tesla come Apple

Tesla ha invece sviluppato la propria tecnologia di ricarica, il Supercharger. Il sistema rietra nel mondo della corrente continua ma il vantaggio è che la spina è più compatta (la Tipo 2) e accetta anche la corrente alternata. L'adattatore CHAdeMO consente di usare una colonnina AC, la DC a 50 kW o il Supercharger dove abbiamo invece i 150 kW in DC.

Insomma, se chi ha una Tesla si ritrova con un ottimo ventaglio di possibilità, chi ha un'altra auto non può sfruttare i Supercharger dato che, sebbene la presa di Tipo 2 sia la stessa, la tecnologia impiegata è diversa.

Ricaricare l'auto elettrica a casa: wallbox e EVSE

A seconda dei connettori, si può ricaricare l'auto elettrica a casa, anche con la potenza base di 3kW impiegata nella maggior parte dei contesti residenziali. Ovvio che i tempi di ricarica sono molto lunghi, per questo vanno necessariamente sfruttate le notti e, con le batterie più capienti, va fatto senza arrivare con l'auto completamente scarica. L'aumento di potenza a 4.5 kW (o 6 kW) è consigliabile per bilanciare i carichi tra auto in ricarica e altri utilizzatori (elettrodomestici, illuminazione e via dicendo) se avete box e casa sulla stessa linea.

I wallbox sono strutture progettate per la ricarica delle auto elettriche casalinghe. Vengono installati (nel condominio, nel garage privato e via dicendo) dal gestore a cui ci si rivolge e supportano diversi connettori, solitamente Tipo 3C e Tipo 2, consentendo l'utilizzo di una sola fase con massimo assorbimento di 16 A a 230V e potenza di 3.3 kW.

Ci sono poi varianti per ricaricare più auto contemporaneamente. In questo caso si possono utilizzare tre fasi arrivando a 32A a 400V per una potenza di 22 kW e la gestione simultanea di due veicoli. In più si abilita la ricarica rapida con potenza di 22 kW impiegata su un solo veicolo.

L'alternativa al wallbox è il cavo EVSE che prevede un sistema di controllo che mima il lavoro di comunicazione tra auto e colonnina, può consentire di gestire la potenza regolandola a mano e si collega con la banalissima Shuko.

Da notare che le prese domestiche, usando la Shuko, hanno una corrente nominale fino a 16A ma non sono idonee a reggere per molte ore di seguito: il rischio è un danneggiamento o un surriscaldamento anche con un impianto moderno, figuriamoci con quelli più vecchi. Per risolvere il problema si può passare ad una presa industriale e stare molto più tranquilli a costi accessibilissimi.

Come calcolare tempi e costi di ricarica dell'auto elettrica

Il calcolo dei tempi di ricarica di un'auto elettrica (o moto, o scooter) è semplice: prendete la capacità della batteria in kWh, la potenza del sistema di ricarica e il gioco è fatto. Da notare che il calcolo varia in base alla potenza di ricarica ma anche al caricabatterie interno della vettura.

Con una potenza di 7.4 kW dalla colonnina ma un caricatore che gestice massimo 3.7 kW, ad esempio, va considerato il dato che fa da collo di bottiglia. Dividete quindi la capacità della batteria (in kWh) per la potenza di ricarica (in kW) e avrete un tempo approssimativo per arrivare da 0 all'80% della capacità. Sopra è preferibile non arrivare se non necessario e il 20% restante richiede tempi di ricarica maggiori.

Considerando che a comandare è il caricatore di bordo dell'auto (nel caso della corrente alternata, in DC il caricatore è integrato nella colonnina come specificato sopra), è chiaro che un'auto elettrica moderna con un caricatore che gestisce potenze più alte (ad esempio i 43 kW) è un vantaggio perché può sfruttare al massimo la stazione di ricarica. In più non sempre una colonnina eroga il suo valore nominale, ma solo collegandosi si può avere un riscontro dell'effettiva potenza in ballo.

Il costo varia dal gestore ma il calcolo è semplice anche in questo caso: da casa ogni ricarica di una batteria da 10 kWh viene conteggiata con un consumo di 10 kWh come farebbe qualsiasi altro elettrodomestico o la luce stessa. Alle colonnine si paga a seconda delle tariffe ma anche della tecnologia: ad esempio la ricarica in DC costa qualcosa in più al kWh rispetto a quella in AC per ammortare l'investimento di una stazione più costosa tecnicamente.

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Commenti

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nic

Non succederà mai, la gente non ha cura delle cose non proprie.
Ti troveresti una macchina tutta sporca e rovinata, e a molti darebbe fastidio

Simone

Infatti il plugin e una via di mezzo non troppo sensata ma utile al perfezionamento della tecnologia.

Ad ora la migliore in assoluto è l'ibridazione semplice, che secondo me dovrebbe essere di base su tutte le macchine benzina/diesel.
Una soluzione inteligintelche senza troppi vostri e complicazioni abbassa sensibilmente il consumo del veicolo.
Migliora l'accensione e la frenata diminuendo l'uso dei freni.

Simone

O andrebbero tenuto due standard.
Uno domestico ed uno pubblico.
Magari con un'unica presa che funziona con entrambi

sardanus

se è plug in siamo punto e a capo

Giuseppe Nicita

l'enel ha cambiato tutte le tariffe sparando 0,50€ a kwh nelle colonnine, fine dei giochi ancor prima di cominciare.

Flow Flow il figlio dei fiori

Il problema è che la macchina è ancora di proprietà.
Io sono dell'idea che la macchina andrà rivista in un discorso di sharing molto più potente.
Come un mezzo pubblico on streroids.
Chiamo la macchina con l'app, in 2 minuti arriva e mi porta dove devo andare. Nel tragitto allunga un pochino per prendere un altro passeggero. Poi finita la corsa se serve rientra alla base per ricaricarsi con quello che le pare, non è più un tuo problema.

Carl Johnson

Si effettivamente sono stato un po' largo sulla percorrenza. L'ideale sarebbe caricarsi la batteria con il fotovoltaico + power wall in qualche anno chi fa tanta strada potrebbe ammortizzarlo

Tony Musone

Mai avvicinato ai 30 centesimi

Gen/Feb 2018
Costo medio unitario della bolletta: 0,22 €/kWh

Costo medio unitario della materia energia: 0,10 €/kWh

Teomondo Scrofalo

Non devi guardare solo il prezzo del KW ma neanche le spese di transporto dispersione e tante altre cavolatine, difficilmente globalmente si scende sotto i 30 centesimi di euro

Teomondo Scrofalo

Guarda che per fare 500km ci vuole la batteria da 100kWh, quindi 100x0.30 fanno 30€, Se ci fai 1000km, con clima perfetto traffico perfetto ecc, spendi 60€ uguale se non meno di un moderno Diesel, vedi il mio che fa 18km\litro in autostrada, un pieno di 70€ ci faccio quasi 1200km. Non ci sono poi tutti questi guadagni in elettrico anzi.

Igi

... era in risposta a Lele

zzzz

io avrei estratto una penna usb e urlato "dove mazza è la presa usb per scaricare gli mp3!"

Oliver Cervera

Sì, anche io sono deluso, mi aspettavo più reazioni :D
Comunque una volta in UK ho visto una stazione di ricarica che forniva entrambi gli standard, e si chiamava "AC/DC Charging station". Ovviamente l'ho fotografata, ma è passato così tanto tempo che ci metterei una giornata a trovare la foto :(

zzzz

non è tanto il costo al kwh ma la messa a disposizione dei kwh che paghi. Comunque negli ultimi 5 anni c'è stata una rivoluzione (al ribasso) visto che nell'edilizia hanno cominciato a diffondersi le cucine a induzione che mangiano più di un reggimento) dei costi almeno per la messa a disposizione, non sono informato sui costi la kwh. come nulla vieta che il solito cartello li faccia schizzare in alto

zzzz

solo tre up ragazzi, come siamo messi..facepalm :-)

Tony Musone

Mmm... Non capisco quale parte del mio commento tu stia correggendo

Igi

Mi spiace ma ti devo contraddire, ad Aprile 2016 eravamo i primi al mondo per utilizzo di pannelli fotovoltaici 8% del fabbisogno totale (fonte Sole24ore)

Carl Johnson

ah si? e come mai i consumi di carburante sono in diminuzione dal 2013 mentre il prezzo cresce sempre?

Nicola Corsi

Il prezzo dell'elettricità è destinato ad aumentare se aumenterà la richiesta di energia. Viceversa diminuendo la richiesta di benzina e diesel il loro prezzo potrebbe scendere. Sono le basi del mercato...

M3r71n0

Senza dubbio. Però cosi invece di dare i soldi agli arabi (per l'acquisto della materia prima), li dai ai Russi.
Perchè non tenerceli dentro casa investendo parte dei guadagni in ricerca e sviluppo nel settore elettrico/energetico?

Nicola Corsi

Peccato che per fare 500km con la Model S occorra andare in autostrada agli 80 dietro i camion. Cose che nemmeno con una panda da 80cv....

Nicola Corsi

In realtà a metano e gpl hai un costo al kilometro paragonabile (superiore ma non di diverso ordine di grandezza) a quello da te riportato e risparmi enormemente sul costo di acquisto, per non parlare della comodità e velocità di 'ricarica'

Sheldon Cooper

Dipende anche dal consumo.

Tony Musone

Quelli che ti ho allegato sono i link degli estratti ma nel rapporto completo scrive che, in alcuni Paesi (per esempio California e Germania) le energie rinnovabili, FV compreso, sono già oggi più competitive rispetto alla produzione da fonti tradizionali e stima che entro il 2020 lo potranno essere anche in molti altri Paesi. (ma già nel 2016 erano competitive in altri 30 Paesi)
http://www3.weforum.org/docs/WEF_Renewable_Infrastructure_Investment_Handbook.pdf

Ora, siccome la produzione di energia da fonti rinnovabili è per loro natura incostante, sarà solo con la progressiva riduzione del costo degli accumulatori che, nel 2030, potrebbero diventare la prima fonte di produzione d'energia.

p.s.
Il tempo potrà pure essere un concetto relativo, ma avendo in questo caso a che fare con una trasformazione epocale, definire 12 anni "presto" mi sembra più che appropriato ;)

Un altro studio:
Levelized Cost of Energy 2017
https://www.lazard.com/perspective/levelized-cost-of-energy-2017/

https://uploads.disquscdn.c...

Lele

Ora purtroppo non ho tempo di leggere ma... Dal titolo mi pare che parli di proiezioni al 2030 o sbaglio (magari dentro l'articolo parla di altro...)?
Tu hai detto che "presto" si avrà il FV economico... 2030 per me non è "presto"

Tony Musone

Mi sa che sei tu quello rimasto indietro ;)

http://www.irena.org/costs
http://www.irena.org/publications/2017/Oct/Electricity-storage-and-renewables-costs-and-markets

Lele

Lo spazio si trova sempre, è il costo che bisogna considerare...
Si prev3de che presto il costo del FV sarà più economico di qualsiasi altra cosa? Non credo proprio, anzi attualmente è tra i più costosi se non il piu costoso in assoluto e a breve ma anche a medio termine non cambierà nulla. L'efficienza è ancora troppo bassa e anche se le batterie ci mettessero una pezza, le stesse batterie costerebbero uno sproposito.
Intendiamoci, il sole è gratis e sono il primo che vorrebbe sfruttarlo al meglio, ma per ora siamo troppo indietro

Tony Musone

Ma, con l'abbassarsi dei costi, ci saranno sempre più batterie per lo stoccaggio d'energia prodotta da fonti rinnovabili, FV compreso.

Alessio Ferri

Il punto è che ricaricherebbero in massa la notte quando il solare non c'è

Tony Musone

Le rinnovabili troveranno una spinta in più con l'abbassamento dei prezzi delle batterie per lo stoccaggio dell'energia. Già si prevede che presto, il costo kw prodotto dal FV sarà più conveniente di qualsiasi altra fonte.

E poi ci sono ancora molti tetti da sfruttare con il FV e molto mare con l'eolico e ancora molta altra tecnologia ci aspetta nel futuro.

Dopodichè, sarebbe tutta una questione di scelte politiche, dato che oggi i sussidi destinati alle fossili sono circa il doppio di quelli destinati alle fonti rinnovabili, quindi volendo, per iniziare, basterebbe invertire gli importi.

Tony Musone

Considerando che in auto la percorrenza media degli italiani è di 40 km al giorno, non tutti ricaricheranno, tutti i giorni e tutte le notti ma anche se lo facessero, le loro batterie collegate ad un sistema elettrico intelligente e sempre più efficiente potrebbe compensare i picchi.

E se ci fosse bisogno di più energia non servirebbe costruire centrali nucleari, basterebbe, per assurdo, riempire di pannelli fotovoltaici tutti i tetti disponibili della sola lombardia e avremmo tutta l'energia che ci serve ;)

Oliver Cervera

È partita Highway to Hell durante la lettura di questo titolo...

Ollie Francesco

Si può essere... ;)

M3r71n0

Macchè... capita ;)

Tony Musone

Rileggi fra tre anni, è facilissimo che la situazione cambi e ti torni la voglia ;)

Tony Musone

Ma che pìrla... Te ghe rasün ;)

KenZen

E' che io ho sono un animale... (non riesco a non prendere la pompa con il Blue Diesel... alla fine mi dico... 10e/mese in più per avere il motore più pulito non sono niente... (facepalm)) altrimenti la pagherei 1,40.
Saluti

gioboni

Chiaro. Era solo per dare un'idea di quanto sinvo variabili i prezzi... Diciamo che senza andare in provincia, il prezzo medio dalle mie parti oscilla intorno ai 1.55€/l

KenZen

Basta evitarli. Q8 poi... (bleah...)
Saluti

M3r71n0

Ma non diciamo baggianate!
Solare, efficienza bassa de che? Siamo uno dei maggiori paesi europei per kwh prodotti su kw installati (infatti siamo al sud europa).

Eolico, abbiamo l'intera nazione attraversata da alpi e appennini e siamo una penisola (mare ovunque) ...

I bacini artificiali se ne potrebbero fare ancora (se ci fosse un piano urbanistico e paesaggistico serio).

Se aspettiamo la fusione stiamo "freschi".

M3r71n0

Effettivamente andrebbe fatto un calcolo preciso su un modello di auto preciso. Fatto cosi non tornano i conti.

Con le 100€ al mese che chiede la renault, non ci pagano (loro) un pacco batteria da 15-18 mila € in 7 anni.

M3r71n0

Sono quasi certo che tutte le auto elettriche abbiano il sistema di recupero (dalle ibride alle plug-in).

M3r71n0

Te lo dico io. Lui ha scritto: "riducendo il più possibile il rischio di scosse mortali". Intendeva dire che a quella tensione non c'è "rischio di archi elettrici mortali" nella fase di rimozione della spina (qual'ora qualcosa non funzionasse nel sistema). :)

Lele

Di rinnovabili in Italia non c'è e non ci sarà molto, proprio per come è strutturato il nostro territorio.

Il solare ha una efficienza bassa, funziona solo di giorno e se è nuvolo ancora peggio (sì lo so, esistono tipo il solare termodinamico... ma in Spagna non è che sia andato a gonfie vele...).

L'eolico anche... non siamo un paese particolarmente ventoso. Inoltre deturpa non poco per il forte impatto "visivo"

I bacini artificiali... tutti sfruttati... non penso che se ne faranno altri

Geotermico, tutto sfruttato (dove rende intendo)

Insomma... tocca aspettare la fusione nucleare

Lele

poca roba... io ho il contratto da 4,5Kw e pago 0,23€/KWh (prezzo finito, tutto incluso)

losteagle17

Ci stavo pensando per il prossimo cambio auto tra 3 anni, ma leggendo mi è passata subito la voglia.
Tra l'altro, mi chiedo di quanto sale il costo al Kw inalzando l'impianto di casa da 3,3 a 4,5 o 6kW ?

Alessio Alessio

monoraria hera pago .19

Se leggi un articolo di elettronica o motori elettrici, questi termini ti devono essere chiari:
W, kW, Wh, kWh
A, V
Legge di Ohm (Viva Repubblica Italiana), calcolo potenza (U * I = P)
PWM, DC, AC

sgarbatello

dipende quanto dura e quanto costa cambiare il pacco batterie... su una c-zero costa 15-18 mila euro, per dire, quindi se dopo 7 anni hai un'autonomia ridicola (e sempre in peggioramento, in ogni caso) devi praticamente ricomprarti un'altra macchina... se uno invece ha intenzione di tenerla, una specie di leasing può risultare conveniente sul lungo periodo anche se meno sul breve.

PWM é un termine che si impara già alle elementari dai!

Non esistono più le lampadine ad incandescenza! Oggi tutto viene gestito con il PWM!

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