Come funzionano le colonnine di ricarica per auto elettriche?

Nel 2022 in Europa si è registrato un netto aumento delle immatricolazioni di auto elettriche, il 29% in più rispetto all’anno precedente. E con esse, aumentano anche le colonnine di ricarica elettriche, indispensabili per il rifornimento delle batterie che alimentano i veicoli elettrici. Se anche voi state pensando di elettrificare il vostro mezzo di trasporto privato e vi state domandando come funzionano le colonnine elettriche, allora siete nel posto giusto. In questa FAQ vi spiegheremo tutto quello che c’è da sapere sulle colonnine di ricarica per auto elettriche.

 

Per spiegare come funzionano le colonnine elettriche cominciamo col dire che di solito questi dispositivi si attivano tramite una card o una app fornite dall’operatore scelto per il servizio. La card (o la app) si usa per avviare la ricarica e poi, al termine, per interromperla. Essa consente anche di contabilizzare la spesa, di solito suddivisa tra una quota fissa che va all’operatore e una variabile calcolata sui kWh erogati. In base alla destinazione d’uso, le stazioni di ricarica per le auto elettriche hanno strutture differenti: si va da quelle a parete, dette anche wall box, installate nei garage o nei parcheggi sotterranei, fino a quelle a palo o a distributore, sistemate nelle strade e nei luoghi pubblici.

Prima di entrare nel dettaglio delle modalità di ricarica delle auto elettriche, vediamo brevemente il quadro normativo che regolamenta le infrastrutture di ricarica installate nell’Unione Europea e in Italia. I riferimenti normativi più importanti sono:

• Direttiva 2014/94/UE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 22 ottobre 2014 sulla realizzazione di un’infrastruttura per i combustibili alternativi (anche conosciuta come Direttiva AFID - Alternative Fuels Infrastructure Directive).
• Piano Nazionale Infrastrutturale per la Ricarica dei veicoli alimentati ad energia Elettrica (PNIRE), istituito con Legge n. 134/2012, Art. 17 septies.

Il primo documento (Direttiva AFID) contiene i requisiti che devono essere rispettati per lo sviluppo di un’infrastruttura a servizio dei combustibili alternativi (tra i quali l’elettrico è al primo posto). Il secondo documento (PNIRE) è un insieme di linee guida promosse dal Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti con il fine di orientare lo sviluppo della mobilità elettrica in Italia. Il focus normativo è posto sui punti di ricarica accessibili al pubblico, che vengono così definiti: Un punto di ricarica o di rifornimento per la fornitura di combustibile alternativo che garantisce, a livello di Unione, un accesso non discriminatorio a tutti gli utenti. L’accesso non discriminatorio può comprendere condizioni diverse di autenticazione, uso e pagamento.

Per quanto riguarda le modalità di ricarica delle auto elettriche, le normative citate dividono i sistemi di ricarica in due tipologie, in base alla potenza massima:

• Punto di ricarica di potenza standard: “Un punto di ricarica che consente il trasferimento di elettricità a un veicolo elettrico di potenza pari o inferiore a 22 kW, esclusi i dispositivi di potenza pari o inferiore a 3,7 kW che sono installati in abitazioni private, o il cui scopo principale non è ricaricare veicoli elettrici, e che non sono accessibili al pubblico”. Il punto di ricarica di potenza standard è dettagliato nelle seguenti tipologie di ricarica:
  • lenta = pari o inferiore a 7 kW;
  • accelerata = superiore a 7 kW e pari o inferiore a 22 kW.
• Punto di ricarica di potenza elevata: “Un punto di ricarica che consente il trasferimento di elettricità a un veicolo elettrico di potenza superiore a 22 kW”. Il punto di ricarica di potenza elevata è dettagliato nelle seguenti tipologie di ricarica:
  • veloce = superiore a 22 kW e pari o inferiore a 50 kW;
  • ultra-veloce = superiore a 150 kW.
  • accelerata = superiore a 7 kW e pari o inferiore a 22 kW.

 

La prima categoria (potenza standard) comprende tutti i sistemi di ricarica in corrente alternata (AC - Modo 3 secondo CEI EN 61851) e i sistemi di ricarica in corrente continua di potenza fino a 22 kW (DC - Modo 4 secondo CEI EN 61851).

 

La seconda categoria (potenza elevata) comprende tutti i sistemi di ricarica in corrente continua di potenza superiore a 22 kW (DC - Modo 4 secondo CEI EN 61851).

Per la ricarica delle auto elettriche in corrente alternata (Modo 2 e Modo 3) è prevista una tipologia principale di connettore:

• Tipo 2 (o Mennekes) è lo standard che si è imposto in Europa.

Per la ricarica dei veicoli elettrici in corrente continua (Modo 4) sono disponibili due standard:

• CHAdeMO (CHArge de MOve) è lo standard per la ricarica veloce in corrente continua più diffuso al mondo.
• CCS (Combined Charging System) è un sistema che consente, oltre alla ricarica rapida in corrente continua, anche la ricarica lenta in corrente alternata. In Europa il CCS è realizzato a partire dal connettore di Tipo 2, per cui il sistema ha preso il nome di Combo 2.

 

Con l’acquisto o il noleggio di un’auto elettrica viene sempre dato in dotazione un cavo per la ricarica elettrica, a volte anche con un secondo di riserva. Nel caso se ne vogliano acquistare altri, bisogna tener conto del livello di potenza del caricabatteria interno (inutile acquistare un cavo da 22 kW se l’auto può ricaricare al massimo a 7,4 kW) e della lunghezza più adatta: dovrebbe essere almeno la somma della larghezza e della lunghezza dell’auto. Ma se il cavo è troppo lungo, oltre a essere più costoso e pesante da maneggiare, aumenta anche la sua resistenza elettrica e quindi la dispersione di corrente.

 

 *Il calcolo è effettuato considerando una vettura con batteria da 40kWh, da 0% a 100%.

Per spiegare come ricaricare un’auto elettrica alla colonnina, il punto di partenza è il collegamento del cavo alla presa dell’auto elettrica e, solo successivamente, alla presa della stazione di ricarica indicata.

 

Le modalità di ricarica delle auto elettriche sono uguali in tutta Europa. Per quanto riguarda la ricarica presso le colonnine pubbliche, ci sono due diverse modalità  consentite:

• Come ricaricare auto elettrica alle colonnine in corrente alternata (AC) o Modo 3:
  • è obbligatorio per tutti gli ambienti pubblici o privati a uso pubblico, come il parcheggio di un centro commerciale o di un hotel;
  • è basato sullo standard di sicurezza PWM, come quello domestico;
  • prevede due tipi di ricarica: una lenta, monofase (a 16 A e 230 V), e una rapida, trifase (a 32 A e 400 V);
  • consiste nel fornire alimentazione al caricabatteria interno al veicolo (la colonnina quindi è un semplice erogatore);
  • il cavo di ricarica è una dotazione del veicolo elettrico, pertanto la colonnina non dispone dei cavi per collegare le diverse auto elettriche.