Con la crescente diffusione dei veicoli elettrici e ibridi plug-in, diventa sempre più importante conoscere le diverse tipologie di prese e modalità di ricarica disponibili. Questo articolo ha lo scopo di fornire una panoramica completa sulle prese di ricarica per auto elettriche, analizzando le diverse tipologie di corrente, i connettori, le modalità di ricarica e altri aspetti fondamentali per una ricarica efficiente e sicura.
Corrente alternata (AC) e corrente continua (DC): le due tipologie di corrente
Le colonnine di ricarica elettrica si distinguono principalmente per la tipologia di corrente erogata: alternata (AC) o continua (DC). Questa distinzione influisce sulla potenza disponibile e, di conseguenza, sulla velocità di ricarica del veicolo.
Corrente alternata (AC)
La corrente alternata è quella fornita dalla rete elettrica nazionale. Per ricaricare le batterie di un'auto elettrica con corrente AC, è necessario convertire l'energia da corrente alternata a corrente continua, in quanto le batterie possono immagazzinare solo corrente continua. Questa conversione avviene a bordo dell'auto grazie a un caricabatterie interno, chiamato anche convertitore. La velocità di ricarica con corrente alternata dipende dalla potenza del dispositivo di ricarica e dall'efficienza del convertitore presente nell'auto.
Corrente continua (DC)
La corrente continua è già pronta per essere utilizzata dalle batterie dell'auto e non richiede la conversione da parte del convertitore. In questo caso, la conversione da corrente AC (prelevata dalla rete elettrica nazionale) a corrente DC viene effettuata dal dispositivo di ricarica esterno all'auto. Questo garantisce una potenza di ricarica maggiore rispetto ai dispositivi AC e, di conseguenza, una velocità di ricarica più elevata. Le colonnine di ricarica rapida (fast e ultra-fast) utilizzano la corrente continua.
Tipi di connettori (o spine) per la ricarica
Esistono diversi tipi di connettori per collegare l'auto all'infrastruttura di ricarica. È fondamentale assicurarsi che la propria auto supporti il tipo di connettore presente nella stazione di ricarica o di avere un cavo compatibile con la presa della stazione di ricarica per poter effettuare la ricarica.
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Tipo 1 (Type 1)
Questo connettore può erogare tra 3 e 7,4 kW e supporta solo energia elettrica monofase fino a 32 A 230V. Include una protezione aggiuntiva per bloccare il connettore durante la carica, per evitare la disconnessione. È approvato come standard giapponese e si trova solo lato veicolo.
Tipo 2 (Type 2) o Mennekes
Il connettore di Tipo 2, noto anche come Mennekes, consente una ricarica tra 3 e 43 kW, fino a 22 Kw con cavo staccabile (in ambito domestico) e fino a 43 kW con cavo fisso (presso le colonnine di ricarica pubbliche). Può supportare energia elettrica monofase e trifase fino a 32 A 230/400V. È approvato come standard europeo e si trova sia lato veicolo che lato colonnina. La presa di tipo 2 è lo standard per la ricarica a corrente alternata in Europa, ad eccezione della Francia.
Tipo 3A (Type 3A)
La presa di Tipo 3A è in genere impiegata per microcar e ciclomotori a batterie. Molte colonnine sono dotate anche della presa Tipo 3A, inizialmente pensata per la ricarica di scooter e quadricicli, ma perfettamente in grado di ricaricare qualsiasi veicolo elettrico, anche se lentamente (la Tipo 3A ricarica al massimo a 3,7 kW monofase).
CHAdeMO
Il connettore CHAdeMO è uno standard per la ricarica rapida in DC sviluppato in Giappone. Consente una ricarica fino a 100 kW. I veicoli dotati di questo standard hanno due connettori: un CHAdeMO per le ricariche Fast in DC e un connettore per la ricarica in AC (solitamente di Tipo 1). La presa CHAdeMO viene adottata in Europa per la ricarica veloce di alcuni vecchi veicoli di provenienza asiatica.
CCS (Combined Charging System)
Il connettore CCS, acronimo di Combined Charging System, è un connettore "combinato". In Europa, la base è quella del connettore di Tipo 2, a cui vengono aggiunti due pin (è infatti chiamato anche CCS Combo2 o CCS2). Il connettore COMBO2 del sistema CCS (Combined Charging System) è il principale standard adottato in Europa per la ricarica a corrente continua, poiché su di esso è ricaduta la scelta dell'Unione Europea per favorire la diffusione delle infrastrutture di ricarica fast e ultrafast.
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Modalità di ricarica
Le modalità di ricarica dei veicoli elettrici sono state definite dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale (norma IEC 61851-1) e sono attualmente 4: Modo 1, Modo 2, Modo 3 e Modo 4.
Modo 1
Nel Modo 1, la batteria dell'auto è collegata direttamente alla rete di alimentazione AC attraverso spine e prese classiche (domestiche o industriali), come un qualsiasi elettrodomestico. La ricarica può avvenire fino a 16 A, sia monofase che trifase. In Italia è l’unico modo consentito per ricaricare il veicolo in AC in ambienti pubblici. È ammessa solo in ambienti privati e il collegamento tra mezzo e rete avviene attraverso le normali prese domestiche monofase (ossia la normale corrente elettrica alternata presente nelle abitazioni e nei box privati a 220 V). La modalità 1 è dedicata a mezzi della micromobilità e sfrutta un collegamento diretto del veicolo alla presa.
Modo 2
La ricarica Modo 2 richiede il collegamento del veicolo a prese di corrente 230/400 V fino a 32 A, domestiche (Schuko) o industriali, tramite un cavo di alimentazione che integra un apparecchio denominato In-Cable Control and Protection Device (IC-CPD) che controlla il processo di ricarica. Si tratta in sostanza di una stazione di ricarica in corrente alternata portatile a spina che si usa quando non è disponibile una stazione di ricarica fissa. La potenza massima su alcuni veicoli arriva sino a 22 kW quando si usa un apparecchio dotato di spina industriale, a circa 3 kW quando si usa un apparecchio con spina domestica (Schuko). In questa situazione la corrente è continua e, dunque, consente di bypassare il collo di bottiglia del convertitore dell’auto.
Modo 3
La ricarica Modo 3 presuppone il collegamento del veicolo a prese di corrente o connettori in corrente alternata 230/400 V specifici per la ricarica dei veicoli elettrici, dotati di opportuni contatti di controllo, installati in modo fisso. Si tratta in sostanza delle stazioni di ricarica fisse in corrente alternata, colonnine o Wall Box, che incorporano le funzioni pilota di controllo e protezione. La potenza massima dipende dal veicolo e può raggiungere su alcuni modelli anche 43 kW (le taglie comuni sono 7,5 kW - 11 kW - 22 kW). La norma prevede che il Control Box-PWM sia incorporato nella colonnina di ricarica e abbia le seguenti funzioni: verifica inserimento dei connettori, verifica continuità del conduttore di protezione, funzione di controllo attiva (in pratica, il Control Box-PWM agisce sulla sicurezza sia lauto autoveicolo che lato colonnina).
Modo 4
La ricarica Modo 4 consiste nel collegamento del veicolo a connettori in corrente continua specifici per la ricarica dei veicoli elettrici. Si tratta delle stazioni di ricarica in corrente continua che incorporano, oltre alle funzioni pilota di controllo e di protezione, il caricabatteria che trasforma la corrente da alternata (fornita dall’infrastruttura elettrica) a continua (necessaria per ricaricare le batterie), caricabatteria che nel modo 3 è a bordo del veicolo (convertitore). Il modo 4 è destinato soprattutto alla ricarica veloce oltre 22 kW e la potenza massima attualmente raggiunge, su alcuni veicoli, i 350 kW. È caratteristico delle colonnine di ricarica Fast e Ultra Fast, dove la corrente continua erogata direttamente alla batteria del veicolo elettrico non richiede l’ulteriore lavoro del convertitore AC/DC a bordo delle auto, poiché tale convertitore è esterno ed è contenuto nel caricabatterie incluso nella colonnina.
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Ambiti di ricarica: privato e pubblico
La ricarica dei veicoli elettrici può avvenire in due ambiti:
- Privato: attraverso rete domestica o wallbox domestica.
- Pubblico: attraverso strutture fisse, strutture di ricarica, wallbox, EVSE o semplicemente colonnine di ricarica su suolo pubblico, in strada, o su suolo privato a uso pubblico come parcheggi, supermercati, centri commerciali ecc.
In ambito domestico, la ricarica avviene in corrente alternata (AC), mentre in ambito pubblico può avvenire in corrente alternata (AC) o in corrente continua (DC). In base alla potenza erogata le colonnine pubbliche possono consentire una ricarica: lenta (slow), accelerata (quick), veloce (fast) o ultra veloce (ultra fast).
Cavi di ricarica: cosa sono e come funzionano
I cavi di ricarica sono componenti essenziali che collegano il veicolo a una fonte di alimentazione, come la wallbox privata di casa o la colonnina pubblica in strada. Esistono diverse tipologie di cavi di ricarica, ognuna con caratteristiche specifiche.
Estremità dei cavi di ricarica
I cavi di ricarica per auto elettriche presentano due estremità:
- La prima estremità si collega alla rete elettrica tramite wallbox o colonnina pubblica (è sconsigliabile utilizzare una presa domestica, perché potrebbero esserci rischi di surriscaldamento).
- La seconda estremità si connette alla vettura.
Sequenza di collegamento
La sequenza di collegamento è sempre la stessa: in caso di connettori da collegare sia alla colonnina sia all’auto, bisogna prima unire il cavo alla rete elettrica e poi alla macchina. Questa regola è inevitabile quando il cavo è integrato nella colonnina. Spesso, le elettriche iniziano la ricarica solamente quando vengono chiuse: in questo modo, il connettore si blocca, e permette al proprietario di allontanarsi dalla vettura senza la paura che il cavo di ricarica gli venga rubato o staccato di proposito. Comunque, le elettriche sono dotate di un comando di emergenza, posizionato all’interno dell’auto in corrispondenza della posizione del connettore, che sblocca il connettore e permette di circolare.
Potenza e dimensionamento dei cavi
È importante conoscere la potenza massima supportata dalla propria auto per acquistare un cavo adatto. Non ha senso dotarsi di un collegamento da 22 kW, più pesante, spesso e soprattutto costoso, se la propria elettrica ha una potenza massima di ricarica di 11 kW in corrente alternata.
Spina e presa: qual è la differenza?
Una spina è il connettore che si inserisce nella presa di corrente, solitamente installata a muro. In Italia, lo standard è la tipo L, anche detta "italiana a tre poli". All'interno della normativa esistono però 6 prese e 11 spine, simili ma diverse. La confusione nasce perché ci sono tante prese e spine disponibili in Italia: alcuni garage hanno la presa italiana a 3 poli, altri hanno la Schuko. In ambito aziendale trovate la presa industriale (blu).
Consigli utili per la ricarica
- Non è necessario scaricare completamente la batteria prima di ricaricarla: nelle batterie di trazione non esiste il cosiddetto effetto memoria, ossia la progressiva perdita di capacità in presenza di ricariche di breve durata o incomplete. Quindi non è mai necessario “svuotare” la batteria prima di ricaricarla né riportarla ogni volta al 100% della capacità.
- In viaggio, non conviene superare l'80% della capienza: quando ci si avvicina al 100%, l'intensità di corrente si riduce naturalmente. Per questo motivo, in viaggio non conviene andare oltre l'80% della capienza. Infatti, l'attesa per "riempire" il restante 20% sarebbe assai lunga rispetto a quella necessaria ad arrivare all'80%, visto che in tale fase la potenza di ricarica cala drasticamente.
- Utilizzare app per individuare le stazioni di ricarica: tramite app di un operatore, è possibile individuare le stazioni di ricarica e gestire le varie operazioni di carica (alcune app includono più network per la ricarica).
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