Come mai è necessario molto tempo per ricaricare una vettura elettrica?

Iniziamo subito ad analizzare il tema partendo dalle basi.

Per definizione la potenza elettrica è la quantità di lavoro elettrico assorbito o generato dell’unità di tempo da un dispositivo elettrico. Traducendolo nella pratica si tratta della quantità di energia elettrica che un dispositivo è in grado di generare, o assimilare, in un determinato lasso di tempo.

L’unità di misura della potenza elettrica è il Joule per Secondo (J/s).
All’interno di un campo elettrico si usa, per convenzione, il Wattora (Wh).
Queste due unità di misura sono collegate tra loro da un’equazione. Per semplicità basti sapere che in un’ora ci sono 3.600 secondi e, considerando l’unità di base di 1 J/s, si arriva quindi che in un’ora ci sono 3.600 J.
1 Wh corrisponde esattamente ai Joule che ci sono in un’ora, ovvero 3.600:
1 Wh = 3.600 J

Dopo questa breve introduzione passiamo a capire come viene calcolato il tempo di ricarica.

Innanzitutto, per fare questo calcolo dobbiamo partire dal sapere quanta autonomia ha la vettura e quindi, di conseguenza, quanto è capiente la batteria del veicolo.
Maggiore è l’energia immagazzinabile nella batteria, maggiore sarà quindi il tempo necessario per riempirla completamente, ma maggiore sarà anche l’autonomia e quindi i km percorribili.

Oltre a questa intuitiva riflessione, bisogna anche considerare la potenza elettrica che il punto di ricarica che utilizziamo è in grado di erogare.

La prima vera grande distinzione da fare è: ricarica domestica e ricarica pubblica.

Procediamo con esempi pratici.
La Renault Zoe ha una batteria con capacità di 52kWh e qualora si avesse a casa una Juicebox modello da 7,4 kWh, come quelli proposti da Enel X Way sul proprio sito, e si volesse caricare interamente la propria batteria da 0 al 100% il calcolo da effettuare è:

52 kW / 7,4 kWh = 7,0 h

La stazione di ricarica sarebbe in grado di erogare 7,4 kW ogni ora e, per “riempire” una batteria da 52 kW, sono necessarie 7 ore.

La Dacia Spring, invece, ha una batteria di 26,8kWh.
Con la stessa stazione di ricarica avremmo:

26,8 kW / 7,4 kWh = 3,6 h

Questo è un esercizio puramente matematico in cui abbiamo ipotizzato un’erogazione di energia costante per tutto il tempo.
Nella vita reale però bisogna considerare eventuali variazioni di potenza, possibili perdite di energia, tecnologia montata sulla nostra vettura e anche, non trascurabile, la potenza della nostra utenza in relazione al contratto stipulato con il fornitore della nostra utenza domestica.

Cosa dobbiamo fare quindi per ridurre i tempi di ricarica della nostra auto elettrica?

Sempre più spesso si possono vedere nelle nostre città, e ormai anche in vari comuni di dimensioni più piccole, colonnine di ricarica installate.
Queste colonnine funzionano con lo stesso modello dei distributori di benzina tradizionali: mi fermo alla colonnina e pago per il “rifornimento”.

In Italia sono presenti vari operatori di ricarica elettrica, qui potete trovarne alcuni e i loro relativi prezzi.
Il mercato è suddiviso tra i CPO e gli MSP. La differenza sostanziale tra i due è che i primi sono gli operatori che si occupano di installare e gestire le proprie stazioni di ricarica; i secondi invece gestiscono solamente le stazioni di operatori terzi. A questa pagina un approfondimento sul tema.

La rete pubblica, a differenza di quella domestica, è in grado di gestire potenze maggiori e questo è intuibile già dalla differente stazza delle stazioni di ricarica pubbliche rispetto a quelle che possiamo installare nel proprio garage.
Le stazioni pubbliche arrivano, infatti, anche ad una potenza di 350kWh che, nell’esempio precedente con la Renault Zoe permetterebbe di ricaricare completamente l’auto in 14 minuti e la Dacia Spring in appena 7 minuti.

Quali sono quindi le tipologie di ricarica e le relative potenze?

Ricarica Low
Prevede il collegamento diretto del mezzo alla rete elettrica senza specifici sistemi di sicurezza e controllo dedicati, collegando il veicolo a una normale presa di corrente in corrente alternata, con potenza fino a 7 kW e tensione di 230 V (monofase).

Ricarica Low con unità di controllo
Presenta le caratteristiche della ricarica del precedente metodo, con l'impiego di un’unità di controllo (control box) tra il veicolo e la rete elettrica.

Ricarica Quick
Prevede l'uso di colonnine fisse o wall box, in questo caso sia pubbliche che private in corrente alternata (AC) e fino a 22kW di potenza.
Sono dotate di unità di controllo e sistemi di protezione direttamente installati a bordo della colonnina. Con questa modalità è possibile ricaricare lentamente (16 A) o più velocemente (63 A) trifase in base al dispositivo utilizzato.

Ricarica Fast, Super/Ultra/Hyper Fast
È l’unica modalità che prevede l’utilizzo della corrente continua (DC).
Il caricabatterie è esterno rispetto all’auto elettrica e le colonnine, come anticipato, sono tendenzialmente più grandi per ospitare moduli, dispositivi di sicurezza e controllo e raddrizzatore che permette la conversione da corrente alternata a corrente continua.