Colonnine e connettori per auto elettriche: tutte le differenze

Con l’aumento della popolarità delle auto elettriche, molti automobilisti si chiedono con sempre maggiore frequenza quali sono le modalità e i tempi di ricarica di un’auto a zero emissioni. Assodato che in molti casi l’autonomia di un’auto elettrica è inferiore rispetto ad un’auto termica - ad eccezione solo di alcuni modelli premium - è evidente che per effettuare il salto alla mobilità elettrica gli automobilisti oggi devono necessariamente essere informati sulle infrastrutture di ricarica che possono influenzare il "rifornimento" e l’esperienza d’uso.

In questo articolo esploreremo i principali modelli di prese di ricarica per auto elettriche approfondendo caratteristiche e applicazioni in base anche alla potenza di ricarica.

Ricarica AC o DC: corrente continua o alternata?

L’esperienza d’uso di un’auto elettrica è collegata all’utilizzo di una fonte d’energia in corrente alternata (indicata anche come AC) o corrente continua (spesso indicata come DC).

La corrente alternata è quella che alimenta la rete elettrica della nostra abitazione ed è limitata alla potenza garantita dal contratto stipulato con il gestore energetico (generalmente compresa tra 3 e 6 kW).
La ricarica in corrente alternata è nota anche come "ricarica lenta" ed è quella cui si fa riferimento anche nel caso dell’adozione di una wallbox nel proprio garage o negli spazi condominiali.

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La ricarica in corrente continua è invece tipica delle colonnine elettriche ad alta potenza e permette di ricaricare l’auto molto più rapidamente rispetto alla corrente alternata, grazie ad una potenza che supera i 50 kW arrivando in alcuni casi ad oltre 300. La ricarica dell’auto in corrente continua è la soluzione migliore durante i viaggi perché consente di recuperare in poche decine di minuti un’elevata autonomia.

La rete di trasmissione elettrica eroga sempre corrente alternata ma poiché i veicoli elettrici sono alimentati da corrente continua è necessaria una conversione per immagazzinarla nel pacco batterie dell’auto. Il sistema con cui avviene la conversione è quello che differenzia i tempi di ricarica se questa viene effettuata in corrente continua o corrente alternata.

La conversione avviene generalmente nell’auto grazie al caricatore di bordo ed è la potenza di quest’ultimo a caratterizzare la velocità con cui la corrente alternata viene trasformata in corrente continua, definendo di fatto la velocità di ricarica.

Nelle stazioni di ricarica in corrente continua il processo di conversione da AC in DC avviene all’interno della colonnina stessa, motivo per cui il caricatore di bordo non svolge la funzione di "raddrizzatore di energia". Il pacco batteria del veicolo viene pertanto ricaricato direttamente in corrente continua riducendo i tempi di "rifornimento" grazie anche all’alta potenza.

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4 modi per la ricarica dell’auto elettrica

Le diverse modalità di connessione alla rete per la ricarica dei veicoli elettrici sono distinte in 4 casi diversi:

• Modo 1 è la modalità di ricarica più semplice e prevede un collegamento diretto del veicolo ad una presa di corrente a 16 A in formato domestico (tipo schuko) o industriale. È utilizzato per le ricariche di scooter, bici elettriche e minivetture

• Modo 2 prevede l’alimentazione tramite prese e spine di tipo tradizionale ma a differenza del modo 1 include un dispositivo di protezione e controllo del veicolo. Nel caso di spina domestica tipo schuko, la corrente è generalmente limitata a 10 ampere per evitare surriscaldamenti del sistema di connessione

• Modo 3 identifica un sistema di alimentazione del veicolo in corrente alternata 230/400 V tramite apposite stazioni di ricarica e connettori specifici. È utilizzato anche per la ricarica pubblica dove può essere utilizzato con cavi staccabili (tipicamente quelli forniti con l’auto) o con cavi proprietari nel caso di stazioni ad alta potenza (oltre 22 kW)

• Modo 4 fa riferimento alle stazioni di ricarica conformi alla normativa IEC/CEI EN 61851-23. L’alimentazione del veicolo avviene direttamente in corrente continua utilizzando un cavo di ricarica collegato alla stazione di ricarica poiché non viene utilizzato il sistema caricabatteria a bordo della vettura ma quello integrato nella colonnina. Il modo 4 è indicato per la ricarica pubblica veloce oltre i 22 kW.

Connettori per la ricarica in corrente alternata

Per la ricarica in corrente alternata esistono diversi tipi di connettore :

• Spina shuko per Modo 1 e Modo 2
• Spina Tipo1, Tipo 2 e Tipo 3A per Modo 3

La presa tradizionale tipo schuko è diventata lo standard per il Modo 1 e il Modo 2, che necessita di un modulo di controllo tra la vettura e la rete elettrica.
La spina Tipo 1, nota come "Yazaki", è largamente utilizzata negli Stati Uniti e in Giappone per il Modo 3 e permette la carica in corrente alternata monofase ad una potenza massima di 7,4 kW. In Europa per il Modo 3 è invece ampiamente diffuso il connettore Tipo 2, noto anche come "Mennekes", che permette di caricare l’auto in corrente alternata monofase o trifase fino a 43 kW (quando il cavo è integrato nella colonnina). Il connettore Tipo 3A, sviluppato dall’azienda italiana Scame, è un modello di presa di ricarica meno diffuso, è generalmente utilizzato per veicoli leggeri e permette la carica ad una potenza massima di 3,7 kW.

Tutte le auto commercializzate nel nostro paese sono ormai dotate di presa di Tipo 2, esattamente come le colonnine dei principali gestori di rete, ma non tutti i veicoli hanno un caricatore in grado di supportare la carica in trifase fino alla potenza massima di 22 kW e ricaricare più velocemente la vettura.

Connettori per la ricarica in corrente continua

Le stazioni di ricarica in corrente continua (Modo 4) sono dotate di cavi integrati nell’infrastruttura e i connettori previsti sono:

• Connettore CHAdeMO
• Connettore CCS Combo1
• Connettore CCS Combo2

Il connettore CHAdeMO è il tipo più diffuso in Asia e America per la ricarica veloce in corrente continua ed è stato utilizzato sui primi veicoli elettrici Nissan e Mitsubishi. La denominazione trae origine dalle parole "CHArge de MOve" e gioca sull’assonanza con l’espressione giapponese "o cha demo ikaga desuka" ovvero "prendiamo un the mentre carichiamo". Questo connettore utilizza una spina a nove pin ed è in grado di fornire potenze elevate fino a 100 kW.

Il cavo tipo CCS Combo è invece diventato lo standard delle Case automobilistiche europee, supporta potenze elevate fino a 350 kW e consente sia la ricarica rapida in corrente continua sia la ricarica lenta in corrente alternata poiché combina una presa di ricarica di tipo 2 per la ricarica AC con una presa aggiuntiva per la ricarica rapida DC.

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