Quanti kW richiede la carica di un’auto elettrica?

Quando si tratta di veicoli elettrici, i produttori e gli operatori delle stazioni di ricarica invece di dirti la potenza nominale effettiva di una stazione di ricarica, ti diranno quanti km di autonomia puoi ottenere per minuto o ora di ricarica. Invece di dirti le dimensioni della batteria della tua auto, ti diranno fino a che punto ci si può spingere con una carica. Il problema è che i veicoli elettrici non percorrono tutti la stessa distanza con una determinata quantità di elettricità e la distanza che puoi percorrere dipenderà anche dal tempo, dalle tue abitudini di guida, da quanto stai usando l’aria condizionata o il riscaldamento e altri fattori. Inoltre, se vuoi dimensionare un impianto di ricarica hai bisogno di sapere quanti kW richiede la carica di un’auto elettrica, sebbene ciò vari da modello a modello.

Come si carica un’auto elettrica collegata a una stazione di ricarica

Mentre un veicolo elettrico potrebbe percorrere 3 km con un chilowattora, un altro potrebbe percorrere il doppio di quella distanza. Quindi, anche se puoi imparare esattamente quanto lontano può arrivare il tuo EV con un chilowattora di elettricità, quel numero potrebbe essere completamente diverso per l’EV del tuo vicino. Ciò significa che non esiste un modo corretto e coerente per dire quanti km di autonomia può fornire un determinato caricabatterie per ora di ricarica.

Se colleghi il tuo veicolo elettrico a una stazione di ricarica da 50 kW e funziona a piena potenza per un’ora, quanta energia pomperebbe nella batteria della tua auto? Esattamente 50 kWh, perché 50 kW moltiplicati per 1 ora equivalgono a 50 kWh. Ma la velocità di alimentazione che i veicoli elettrici effettivamente ottengono durante la ricarica cambia a seconda di quanto è carica la batteria.

Partendo da uno stato di carica basso, una batteria si caricherà alla velocità massima consentita dal controller di carica del veicolo, quindi man mano che la batteria si riempie, rallenterà la velocità di ricarica, fino a ridursi a un minimo quando la batteria è quasi pieno. Quindi è improbabile che tu possa ottenere un pieno 50 kW di potenza ininterrottamente per un’ora come in questo esempio. Ma questa è una sfumatura tecnica che capirai man mano che ti abituerai a caricare il tuo veicolo.

Ora parliamo delle dimensioni della batteria. La Nissan LEAF, ad esempio, è disponibile con due diverse dimensioni di batteria: 40 kWh e 62 kWh. Supponi di avere un modello da 40 kWh e hai acquistato una stazione di ricarica domestica da 7 kW per questo. La potenza in kW della stazione di ricarica determina la velocità di ricarica, e normalmente quella di una domestica è di pochi kW.

Se hai iniziato a caricarla a batteria completamente scarica (cosa che probabilmente non faresti mai) e la carichi a piena velocità fino a quando non è piena, quanto tempo ci vorrebbe per ottenere una carica completa? Circa 6 ore (40 kWh diviso 7 kW equivalgono a 5,7 ore). Ora, quanto tempo ci vorrebbe se facessi la stessa cosa, solo con un caricabatterie rapido da 50 kW? Meno di un’ora (40 kWh divisi per 50 kW equivalgono a 0,8 ore o 48 minuti).

I diversi tipi di elettricità e la velocità di carica

Esistono due diversi tipi di carica, AC (corrente alternata) e DC (corrente continua). La tua alimentazione elettrica domestica è AC. La ricarica AC viene generalmente utilizzata a casa e la ricarica CC viene utilizzata per strada, negli uffici e spesso nelle stazioni di servizio.

L’elettricità in una batteria per auto è CC. Quando si utilizza un caricabatterie elettrico domestico, l’elettricità AC viene inviata all’auto dalla rete elettrica domestica e l’OBC (caricatore di bordo) dell’auto converte la corrente alternata in corrente continua, che carica la batteria del veicolo elettrico.

Ciò limita la velocità di ricarica della batteria dell’auto perché diversi veicoli elettrici hanno OBC con capacità diverse. Ad esempio, una Jaguar I-PACE ha una potenza nominale di 7,4 kW OBC. Ciò significa che il massimo che puoi caricare in AC è 7,4 kW. Anche se il punto di ricarica domestico è in grado di caricare a 22 kW, l’I-PACE può caricare solo a 7,4 kW. Una Renault Zoe può caricare a 22 kW. Inoltre, può accadere che abbiamo una wallbox da 7 kW installata in una casa dove la disponibilità di energia massima è 3 kW. In questo caso la potenza della stazione di ricarica massima sarà 3 kW.

Su un caricabatterie CC (negli uffici e nei punti di ricarica pubblici), il punto di ricarica converte l’AC in CC prima che raggiunga la batteria dell’auto. Ciò significa che l’auto non ha bisogno dell’OBC per convertire l’elettricità da AC a CC, quindi può caricarsi molto più velocemente rispetto a un punto di ricarica domestico. Una Jaguar I-PACE con carica CC può caricare fino a 100 kW. Una Tesla Model X può caricare fino a 145 kW. Questo tipo di ricarica è chiamato ricarica rapida.

Perché non tutti i veicoli elettrici si ricaricano a un tasso elevato nella ricarica domestica?

Ci sono una serie di ragioni per cui diversi modelli di veicoli elettrici si caricano a velocità diverse. Questi includono il costo degli OBC, lo spazio disponibile per la batteria e più velocemente si carica il veicolo elettrico, maggiore è il danno arrecato alla batteria.

Ad esempio, una nuova Tesla Model X è pubblicizzata con una capacità di 100 kW, ma in realtà ha una batteria più grande di questa. Il software all’inizio non ti consente di utilizzare l’ultimo 10%, ma nel tempo ti consente di utilizzare sempre di più la batteria. È così che Tesla garantisce la batteria e l’auto per otto anni, permettendoti di utilizzare più batteria nel tempo. Le prestazioni della batteria diminuiscono, ma il software ti consente di utilizzarne di più.

Perché non posso caricare con la corrente continua a casa?

Se puoi caricare il tuo veicolo elettrico molto più velocemente su un punto di ricarica pubblico perché il punto di ricarica converte l’elettricità AC in CC prima che raggiunga il veicolo, perché non puoi avere la ricarica CC a casa e quindi godere di velocità di ricarica più elevate?

Ci sono una serie di ragioni per questo:

1. Hai una potenza limitata a casa. Sei limitato dalla quantità di energia nella tua casa. Inoltre, non puoi utilizzare più del 50% della tua energia per la ricarica a casa perché hai altri apparecchi che utilizzano anche l’alimentazione, quindi non potresti caricare la tua auto a 100 kW con l’alimentatore di casa.
2. I punti di ricarica CC sono molto costosi. Un punto di ricarica, altrimenti chiamato inverter, è molto costoso per la ricarica CC. Un caricabatterie CC da 20 kW parte da circa 8000 euro, il che lo rende fuori dalla fascia di prezzo per la maggior parte delle persone che cercano un punto di ricarica domestico.
3. È necessario un alimentatore trifase per caricare oltre una certa potenza. La maggior parte delle proprietà residenziali in Italia utilizza un alimentatore monofase, il che significa che la maggior parte dei punti di ricarica domestica si ricarica a meno di 10 kW. Oltre i 10 kW in Italia è disponibile solo la trifase.

In un’alimentazione monofase, la potenza scorre attraverso un singolo conduttore. La potenza in un’alimentazione trifase scorre attraverso tre conduttori, il che significa che la trifase ha una capacità di trasferimento di potenza maggiore rispetto a una fase singola.

La maggior parte degli ambienti industriali e aziendali utilizza trifase, mentre la maggior parte delle case in Italia utilizza la monofase perché gli elettrodomestici richiedono meno energia. La ricarica AC trifase di un auto elettrica può caricare fino a 22 kW, ma è costoso aggiornare l’alimentazione domestica da monofase a trifase. Il costo varia a seconda dell’infrastruttura elettrica locale.