La mobilità elettrica inizia a diffondersi sempre di più e cresce il numero di colonnine che possiamo trovare in giro per poter riempire il serbatoio di elettroni. Non tutte le stazioni di ricarica sono uguali: oltre alla potenza che erogano e la tipologia costruttiva, una grande differenza è tra la modalità di erogazione dell’energia. Un veicolo elettrico può essere caricato in due modi, in corrente alternata (DC) o in corrente continua (DC). Capiamo insieme qual è la differenza tra la ricarica in alternata e in continua.
Differenza tra AC e DC
Corrente alternata
La corrente alternata è un tipo di corrente elettrica che cambia periodicamente direzione nel tempo. Questo cambio di direzione avviene in maniera periodica, con una frequenza fissa che varia tra i 50 e 60 Hz. Questa inversione di polarità avviene seguendo un andamento sinusoidale, ovvero il valore della corrente parte da zero, dopodiché raggiunge il valore massimo e poi diminuisce arrivando fino a zero e raggiungendo il valor massimo nel verso opposto. Questo andamento, dunque, si ripete tra le 50 e 60 volte in un secondo.
La corrente alternata può essere trasportata efficientemente su lunghe distanze, con perdite ridotte. Ecco perché tutte le reti di distribuzione elettrica sono in corrente alternata e perché troviamo questo tipo di corrente nelle nostre case. Generalmente la corrente alternata arriva nelle nostre case in trifase (400V distribuiti su tre linee), oppure in monofase (un’unica linea a 230V)
Corrente continua
A differenza dell’alternata, la corrente continua si muove sempre in linea retta, ovvero direzione e ampiezza del flusso elettrico sono sempre costanti. Dunque, la corrente continua possiamo pensarla come un flusso costante di elettroni che fluisce nella medesima direzione. Tutte le batterie immagazzinano energia in corrente continua, che si parli di batterie d’auto o di quelle dei nostri dispositivi elettronici come tablet e smartphone. Quando vogliamo caricare una batteria, se utilizziamo una presa domestica in AC, deve sempre avvenire la conversione in DC per poter stoccare l’energia.
Parlando di auto elettriche o ibride, queste sono dotate di un trasformatore di bordo che consente di effettuare la conversione da AC a DC quando si utilizzano le colonnine in AC o le prese domestiche. Quando invece decidiamo di ricorrere alla ricarica rapida, utilizzando cioè colonnine in DC, il trasformatore si trova stesso nella stazione di ricarica. In questo modo non dovendo preoccuparsi di occupare troppo spazio a bordo di un veicolo, si possono utilizzare trasformatori più grandi che permettono di convertire la corrente da alternata a continua molto più rapidamente. Infatti con questo tipo di stazioni di ricarica si può arrivare a valori di potenza erogata di 350 kW, che consente di ricaricare la batteria dell’auto in pochissimo tempo.
Differenza ricarica in alternata e in continua
La ricarica in corrente alternata
La ricarica tramite presa domestica, wallbox o pubblica in AC è spesso detta “ricarica lenta”. Con questo tipo di ricarica si può arrivare a valori di corrente di 32 A e 230 V in monofase e 32 A e 400 V in trifase. Il tipo di connettore utilizzato è il tipo 2 e viene generalmente fornito in dotazione con l’acquisto dell’auto. Tramite la presa di ricarica il veicolo, dunque, riceve energia in corrente alternata, che verrà trasformata in continua tramite un trasformatore (detto raddrizzatore) a bordo del veicolo. Questo permette di raddrizzare il flusso in ingresso portandolo alla tensione richiesta (400V per la maggior parte dei veicoli, 800V per alcuni). Per le colonnine pubbliche si va da una potenza di erogazione che parte da circa 7 kW e arriva fino a 22 kW.
Ciò che però influisce sulla ricarica del veicolo è anche il trasformatore dello stesso, che può funzione dai 3,7 kW fino a 22kW. Un’altra cosa da dire sulla ricarica in AC è che l’assorbimento della potenza elettrica non è costante durante tutto il tempo di ricarica, ma viene gestito dal Battery Managment System (BMS) secondo la curva di ricarica. Ovvero l’assorbimento dell’energia in fase di ricarica arriva ad un picco dal 20% al 70/80%, mentre sarà ridotto dal BMS per valori inferiori al 20% e superiori al 70/80%. Ciò ha l’obiettivo di preservare la vita utile della batteria, diminuendone il deterioramento ad ogni ciclo di ricarica.
La ricarica in corrente continua
Quando invece si parla di “ricarica rapida” si fa riferimento alla ricarica in corrente continua. In questo caso, come precedentemente detto, il raddrizzatore si trova direttamente nella colonnina di ricarica, o in alcuni casi in cabine esterne a cui sono collegati più punti di ricarica (come nel caso delle Supercharger Tesla). Dunque, l’energia fornita da queste stazioni di ricarica non passa attraverso il trasformatore del veicolo ma arriva direttamente alla batteria. La potenza erogata da questo tipo di stazioni parte da 50 kW ed in alcune stazioni può arrivare al valore massimo di 350 kW. Il tipo di connettore utilizzato per la ricarica in DC è detto CCS combo. È simile al tipo 2 solo che utilizza un ulteriore parte che consente il trasferimento di potenze maggiori.
Come per la ricarica in AC, anche per la DC il flusso di energia non è costante nel tempo. Rispetto alla curva di ricarica in AC abbiamo picchi di potenza molto più elevati, ma la curva assume un andamento decrescente nel tempo. Ciò è dovuto al fatto che la batteria accetta inizialmente un flusso elevato di energia e ne assorbe gradualmente meno quando raggiunge la piena capacità. Anche in questo caso, per preservare la durata della batteria, viene assorbita poca potenza per valori inferiori al 20% e superiori all’80% dello stato di carica (detto SOC). Di seguito si riporta un esempio di curva di ricarica in corrente alternata e in corrente continua:
La ricarica rapida usura maggiormente la batteria?
Molto spesso ci si chiede se la ricarica in corrente continua possa portare ad un deterioramento più rapido della batteria. In teoria si, il degrado è più rapido, anche se non eccessivo come si pensa. Un fattore importante è la temperatura a cui si trova la batteria durante la carica. La batteria di un veicolo elettrico lavora in modo ottimale in un range di temperature compreso tra i 25 e i 45 gradi Celsius. Molte università hanno infatti dimostrato che un uso continuo della ricarica in DC porta ad una perdita di capacità della batteria non troppo maggiore rispetto alla ricarica in AC. Ma l’argomento è abbastanza vasto e ve lo approfondiremo in un prossimo articolo.
Hai trovato utile questa guida sulla differenza di ricarica in corrente alternata e in continua? Faccelo sapere sui nostri canali social e non dimenticarti di lasciarci un like!
