ricarica auto elettrica stradale

La mobilità elettrica, o e-mobility, sta attraversando un periodo di forte crescita, grazie soprattutto alla maggiore diffusione sul mercato dei veicoli elettrici e ibridi plug-in e all’impulso all’elettrificazione proveniente dai governi e dalle stesse case automobilistiche. La maggiore efficienza dei veicoli EV e PHEV, ottenuta attraverso batterie a elevata tensione di nuova generazione e componenti di potenza wide bandgap (come il carburo di silicio e il nitruro di gallio), in grado di migliorare le prestazioni degli inverter e dei convertitori di potenza, consente oggi di raggiungere un’autonomia di diverse centinaia di chilometri. Di pari passo sono progredite le tecnologie per la ricarica delle batterie, che con le modalità fast e ultra-fast consentono di eseguire una carica completa in pochi minuti.

  1. Stazioni e punti di ricarica privati e pubblici per veicoli elettrici
  2. Colonnina di ricarica o wallbox: quale scegliere?
  3. Tipologie di ricarica dei veicoli elettrici
  4. Differenze tra ricarica AC e ricarica DC
  5. Modalità di ricarica
  6. Mappa delle stazioni e dei punti di ricarica
  7. Costi di ricarica: quanto costa ricaricare l’auto elettrica?
  8. L’importanza delle colonnine di ricarica

Stazioni e punti di ricarica privati e pubblici per veicoli elettrici

Con un tasso di crescita annuo a due cifre, l’infrastruttura per la ricarica delle auto elettriche è in continua espansione sul territorio italiano. In base a un recente studio, nel corso del 2020 le installazioni di colonnine di ricarica in Italia sono cresciute del 39%, un dato particolarmente significativo se si tiene contro degli inevitabili rallentamenti causati dalla pandemia da Covid-19. Il numero totale di installazioni a dicembre 2020 è salito a 19.324 punti di ricarica, suddivisi tra 9.709 stazioni pubbliche (80%) e 9.615 su suolo privato a uso pubblico (come centri commerciali, supermercati, ecc.).

Stazione di ricarica pubblica per veicoli elettrici

Dati più specifici, come ad esempio la disponibilità di colonnine pubbliche in base alla potenza e alla distribuzione geografica, saranno disponibili in un prossimo futuro con l’auspicata introduzione della Piattaforma Unica Nazionale (PUN), ovvero un database unificato e liberamente consultabile in cui vengono aggiornate tutte queste informazioni.

La differenza tra colonnine di ricarica pubbliche e private è che le prime, normalmente installate direttamente dai fornitori di energia e dai gestori della rete, sono posizionate in luoghi liberamente accessibili, come strade, parcheggi pubblici, aeroporti, stazioni ferroviarie e altro ancora. I punti per la ricarica privati sono invece installati nei box e nelle autorimesse private, in prossimità di supermercati, negozi, alberghi o altre attività commerciali.

Colonnina di ricarica o wallbox: quale scegliere?

L’alternativa alle colonnine pubbliche è rappresentata dalla ricarica domestica, ovvero un servizio di ricarica privato utilizzabile direttamente nella propria abitazione. Il collegamento alla normale rete elettrica domestica (230VAC in Italia) consente di prelevare potenze di pochi kW, adatte quindi a una ricarica lenta, da eseguire nelle ore notturne.

Per motivi di sicurezza, legati al potenziale surriscaldamento dei cavi elettrici sottoposti per diverse ore all’erogazione di correnti elevate, è preferibile l’utilizzo di appositi cavi dotati di control box (sistema di sicurezza PWM) in grado di interrompere l’operazione in caso di anomalie. La soluzione più indicata è tuttavia rappresentata dalla wallbox, una vera e propria stazione di ricarica domestica con installazione a muro, un dispositivo intelligente in grado di evitare blackout o sovraccarichi della rete elettrica.

Questi dispositivi sono offerti dalla maggior parte dei produttori di veicoli elettrici, ma si possono utilizzare anche unità fornite da produttori indipendenti. Installate esclusivamente da personale specializzato, le wallbox possono utilizzare sia la normale rete 230VAC monofase, sia la rete 400VAC trifase e sono disponibili con potenze comprese tra 11kW e 22kW, le seconde offrono una drastica riduzione dei tempi di ricarica. Le wallbox garantiscono elevata sicurezza e molte, attraverso un’apposita app, offrono la possibilità di programmare le fasce orarie selezionate per la ricarica e di monitorarne il processo di avanzamento da remoto.

Tipologie di ricarica dei veicoli elettrici

Per quanto riguarda il tipo di ricarica, le colonnine si suddividono in due classi di potenza, standard ed elevata, a seconda che la potenza disponibile per il processo di carica sia inferiore o superiore, rispettivamente, a 22 kW.

I punti di ricarica standard, a loro volta, si suddividono in ricarica lenta se la potenza è inferiore a 7 kW e in ricarica accelerata se la potenza è superiore a 7 kW (ma comunque inferiore a 22 kW).

I punti di ricarica con potenza elevata si suddividono invece nelle classi veloce (o fast), con livelli di potenza compresi tra 22 kW e 50 kW, e ultraveloce (o ultra-fast) con potenze superiori a 50 kW. Le colonnine con potenza elevata (superiore a 22 kW) utilizzano un sistema di carica in corrente continua, con tensioni comprese tra 200V e 400V, mentre le colonnine con potenza standard possono utilizzare sia la corrente alternata che quella continua. Le stazioni di ricarica, soprattutto quelle posizionate sulla rete autostradale, possono ospitare più punti di ricarica, in grado di ricaricare quindi anche più di un veicolo contemporaneamente.

A oggi, solo il 4% delle colonnine installate in Italia è in corrente continua, ma si prevede che il loro numero possa crescere significativamente nei prossimi anni, consentendo tempi di ricarica più brevi. Il tempo di ricarica è strettamente legato alla massima potenza erogabile dalla colonnina di ricarica (nel caso di stazione con punti di ricarica multipli, questa può essere ripartita tra più veicoli per consentire la carica simultanea), alla capacità in kWh del pacco batterie del veicolo e dal suo stato di carica.

Differenze tra ricarica AC e ricarica DC

È doveroso fare una distinzione tra ricarica AC e DC, ovvero ricarica in corrente alternata e corrente continua. Le batterie funzionano in corrente continua DC, tuttavia quella erogata dalla rete elettrica nazionale, sia nel pubblico, sia nel privato, è corrente alternata AC. È quindi necessaria la presenza di un convertitore che trasformi la corrente alternata in continua per poterla trasferire alle batterie del veicolo elettrico.

Ricarica AC: la rete elettrica alimenta il caricabatterie integrato nel veicolo, il quale converte la corrente alternata in continua. Lo spazio messo a disposizione del veicolo è limitato e costituisce un vincolo per il dimensionamento del caricabatterie, quindi un limite alla sua capacità di fornire energia alla batteria. Per questo motivo la ricarica in AC è una ricarica lenta.

Ricarica DC: la corrente viene convertita da AC a DC a monte, nella colonnina, e alimenta direttamente la batteria del veicolo. Non esistendo vincoli di dimensionamento, il caricabatterie può essere più performante e quindi offrire tempi di ricarica rapidi.

Le differenze tra ricarica AC e ricarica DC risiedono anche nel tipo di connessioni utilizzate per il collegamento al veicolo elettrico.

Connettori utilizzati per la ricarica AC lenta

Per la ricarica in corrente alternata gli standard di connessione sono due: connettore di Tipo 1 e di Tipo 2, utilizzati generalmente per i sistemi di ricarica domestica.

  • Tipo 1: Monofase con portata massima di 32A 230V, solo lato veicolo.
  • Tipo 2: Monofase-trifase con portata massimo 32A (63A), 230/400V, sia lato veicolo, sia sistema di ricarica.
Connettore Tipo 1
Connettore Tipo 2

Connettori utilizzati per la ricarica DC rapida

Gli standard di connessione per la ricarica DC sono 2 e sono:

  • CHAdeMO: standard giapponese per la ricarica veloce.
  • CCS Combo: standard europeo, definito a partire dal connettore Tipo 2 e adatto sia per la ricarica rapida DC, sia per la ricarica AC lenta.

Il sistema CHAdeMO è attualmente il più diffuso su scala mondiale, ma l’incompatibilità con i sistemi di ricarica AC impone la presenza sui veicoli anche di un secondo connettore per la ricarica AC. 

Connettore CHAdeMO
Connettore CCS Combo2

Modalità di ricarica

Ogni sfaccettatura dei sistemi di ricarica dei veicoli elettrici è definita e regolamentata da una precisa normativa di riferimento, la IEC 61851-1, la quale, tra le altre cose, definisce 4 modi di ricarica degli EV, 4 standard identificati universalmente come Modo 1, Modo 2, Modo 3 e Modo 4. La norma stabilisce inoltre quali sono le diverse tipologie di prese di ricarica.

Ricarica Modo 1

Il modo 1 è utilizzato per la ricarica lenta in corrente alternata AC, tipicamente per veicoli quali biciclette, scooter elettrici, minivetture. La ricarica modo 1 non è adatta per le auto e, in Italia, è consentita esclusivamente in ambito privato.

Nei sistemi di ricarica in modo 1 il caricabatterie è a bordo del veicolo. La ricarica avviene attraverso una classica presa elettrica domestica – tipo Shuko, ad esempio – o industriale, in corrente alternata AC, fino a 16A a 230V o 400V. La presa domestica adibita alla ricarica deve essere protetta a monte da un interruttore differenziale, minimo di tipo A e con corrente differenziale nominale di 30mA.

Non prevede l’utilizzo del sistema di protezione PWM (ricarica senza Control Box) né comunicazione tra veicolo e struttura di ricarica.

Ricarica Modo 2

Il modo 2 è dedicato esclusivamente alla ricarica lenta, in contesti privati. La ricarica di modo 2 avviene in corrente alternata AC, mediante collegamento a una presa di corrente domestica o industriale (230/400V, 32A max) con limitazione di corrente a valori compresi tra gli 8A e i 10A. Come per il modo 1, anche per il modo 2 il caricabatterie è a bordo del veicolo.

A differenza del modo 1, dove la ricarica avviene tramite un semplice cavo elettrico, nel il modo 2 è previsto un cavo dedicato, equipaggiato con un dispositivo di protezione e controllo (In-Cable Control and Protection Device, un dispositivo denominato Control Box, con sistema di sicurezza PWM) conforme alla norma IEC/CEI EN 62752, che dialoga con il veicolo e lo abilita alla ricarica.

Ricarica Modo 3

Il modo 3, in Italia, è l’unico consentito per la ricarica dei veicoli elettrici in ambito pubblico, in corrente alternata. È il modo di ricarica utilizzato dai sistemi di ricarica permanenti, come le wallbox domestiche e nelle colonnine di ricarica pubbliche e avviene attraverso un sistema di connettori specifici.

Il modo 3 è adatto sia per la ricarica lenta (230V, 16A), sia per la ricarica veloce (400V, fino a 32A). Le stazioni di ricarica operanti in modo 3 eseguono delle funzioni di controllo e protezione PWM e comunicazione costante con il veicolo connesso. Tale sistema di comunicazione è universale (definito nella norma IEC/CEI EN 61851-1 e, quindi, compatibile con qualsiasi tipo di veicolo elettrico. 

Durante la ricarica in modo 3, attraverso il segnale PWM, la stazione di ricarica è in grado di calcolare continuativamente la disponibilità di corrente massima, in funzione della rete e del cavo di connessione e di trasmettere tale dato al veicolo, che si adegua di conseguenza. A sua volta, il veicolo, attraverso un segnale in tensione, comunica il proprio stato alla stazione di ricarica.

Anche nel caso della ricarica in modo 3 il caricabatterie è a bordo del veicolo; il cavo di connessione può essere staccabile, fissato alla stazione di ricarica nel caso di potenze superiori ai 22KW, oppure fissato al veicolo nel caso di alcuni mezzi leggeri.

Ricarica Modo 4

Il modo 4 corrisponde al sistema di ricarica veloce FAST DC, in corrente continua, con potenze comprese tra i 20 e i 50 kW. Il modo 4 consente di effettuare la ricarica completa di un veicolo elettrico nel giro di qualche minuto.

A differenza dei sistemi di ricarica in modo 1, 2 e 3, nel modo 4 il caricabatterie è esterno al veicolo ed è parte integrante della colonnina. Siccome la ricarica in modo 4 avviene in corrente continua, è necessaria la presenza di un convertitore di corrente esterno al quale collegare il veicolo. Per questo motivo le stazioni di ricarica per il modo 4, realizzate in conformità alla norma IEC/CEI EN 61851-23, sono normalmente più ingombranti.

Tali stazioni di ricarica prevedono funzioni di controllo e di protezione attraverso la comunicazione digitale con il veicolo, regolamentata dalla norma IEC/CEI EN 61851- 24.

Nei sistemi di ricarica in modo 4 esistono più standard realizzativi che prevedono 2 diversi tipi di connettori e diversi protocolli di comunicazione stazione-veicolo. Come in una normalissima pompa di benzina, il cavo è un componente della colonnina. A oggi sono stati definiti due standard per le connessioni colonnina-veicolo, ognuno caratterizzato da uno specifico connettore: il CCS Combo, europeo, e il CHAdeMO, giapponese.

Mappa delle stazioni e dei punti di ricarica

Poiché il numero di installazioni delle colonnine di ricarica è in rapida evoluzione e in continua crescita, è fondamentale disporre di informazioni in tempo reale sulla loro posizione e disponibilità. A questo scopo è possibile consultare uno dei numerosi siti web specializzati oppure installare sul proprio dispositivo mobile un’apposita app (in Figura 1 è visibile una selezione di app disponibili per il sistema operativo Android). Tra queste rientra JuicePass, l’app sviluppata per Enel X, che in Italia è il principale installatore di colonnine di ricarica pubbliche e private. Oltre alla localizzazione, l’app consente di monitorare da remoto l’avanzamento del processo di carica e l’esecuzione dell’eventuale pagamento.

applicazioni smartphone stazioni di ricarica
Figura 1: alcune app Android per la localizzazione delle colonnine di ricarica

Una volta individuata la posizione della colonnina e la sua disponibilità a eseguire la ricarica, occorre parcheggiare il veicolo in prossimità della stessa e procedere con la fase di autenticazione (tramite la stessa app oppure un’apposita tessera). Terminata la carica, occorre procedere con il pagamento, per il quale esiste un ampio ventaglio di possibilità. Alcuni centri commerciali, allo scopo di attrarre un maggior numero di clienti, offre il servizio di ricarica in forma gratuita (in genere con un tempo massimo disponibile per l’operazione); lo stesso servizio viene offerto da alcune case automobilistiche alla propria clientela (nel caso di Tesla, attraverso una propria rete di stazioni di ricarica). Negli altri casi, il pagamento può essere effettuato tramite apposita tessera del gestore, tramite app o con le stesse modalità utilizzate nel normale rifornimento di carburante self-service.

Costi di ricarica: quanto costa ricaricare l’auto elettrica?

Quando si parla di mobilità elettrica, una delle domande più frequenti con le quali occorre fare i conti è: “quanto costa ricaricare l’auto elettrica?”

Esattamente come accade per i carburanti comuni, anche la ricarica del veicolo elettrico ha un costo, variabile a seconda di diversi parametri, come il fornitore di energia o il tipo di ricarica richiesto.

Occorre fare una prima grande distinzione tra ricarica domestica tramite wallbox e ricarica alla colonnina. In linea generale il calcolo della ricarica dell’auto elettrica a casa è molto semplice: basta moltiplicare la capacità in kWh della batteria per il costo di 1 kWh, dato facilmente estraibile dalla bolletta del fornitore di energia. Tuttavia, il risultato ottenuto non potrà mai essere considerato del tutto preciso perché influenzato da diversi fattori, quali l’efficienza del sistema (in media compresa tra l’80% e l’85%) e la dispersione di energia durante il processo di ricarica.

Molto diversa è la situazione dei prezzi della ricarica dell’auto elettrica fatta alla colonnina, per la quale la discriminante più decisiva è il fornitore di energia. L’offerta sul mercato oggi è molto ampia e, accanto a Enel X, i fornitori si sono moltiplicati, ognuno con le proprie tariffe, offerte e pacchetti.

La ricarica alla colonnina può infatti avere un costo a consumo, esattamente come si fa normalmente con i carburanti comuni, oppure è possibile acquistare dei “pacchetti di energia” a scalare o attivare dei piani di abbonamento flat, con cui l’utente versa una quota fissa mensile a fronte di un tetto massimo di consumo di potenza. Nonostante la varietà dell’offerta odierna è possibile, in ogni caso, individuare un costo medio per la ricarica dell’auto elettrica alla colonnina, che si aggira attorno ai 0,40€/kW per le ricarica da 22kWh e di 0,50€/kW per le ricariche fast.

Nel caso si stipuli un abbonamento con un provider o gestore della rete, i costi si riducono sensibilmente a seconda del tipo di contratto e della quota fissa versata mensilmente. A questo proposito occorre inoltre osservare come le normative applicabili sia a livello europeo che nazionale richiedano l’interoperabilità del servizio di ricarica (analogo al roaming telefonico, un provider deve poter accettare tessere di altri fornitori) e la possibilità di eseguire pagamenti senza obbligo di sottoscrizione di un servizio di abbonamento (pagamento a consumo).

L’importanza delle colonnine di ricarica

Come già visto in precedenza, il mercato della mobilità elettrica in Italia e in Europa sta prendendo quota. Forti anche degli incentivi dell’ultimo Recovery Fund, i governi stanno spingendo per soluzioni di mobilità sempre più eco-compatibili, a emissioni zero, sempre più elettrificate. Questo implica agevolazioni e finanziamenti diretti anche per le infrastrutture.

In effetti, uno dei talloni d’Achille della mobilità elettrica è stata fino a oggi proprio la mancanza di una diffusione capillare delle infrastrutture per ricaricare i veicoli elettrici. Le colonnine di ricarica, anche di tipo “fast”, possono incentivare le persone a viaggiare in elettrico anche su tratti medio-lunghi.

Se la Germania è il Paese che ha investito di più in tal senso, con circa 30mila stazioni di ricarica attualmente già presenti e altre migliaia già progettate, anche in Italia si stanno muovendo i primi significativi passi.

L’esempio di Milano

Un esempio interessante è quello di Milano, che con il suo assessore alla Mobilità e ai Lavori pubblici, Marco Granelli, nel suo ultimo regolamento per la qualità dell’aria, ha approvato l’obbligo entro il 1° gennaio 2022 per tutti i benzinai di presentare un progetto per l’installazione di colonnine di ricarica, la cui realizzazione si dovrebbe poi concretizzare entro l’anno seguente, il 2023.

Questo è un passo importante, che porta il capoluogo lombardo a intraprendere la svolta green europea. I vantaggi sono molteplici: i benzinai acquisirebbero nuovo valore di mercato, riconvertendosi gradualmente, ad esempio offrendo la possibilità di consumare un pasto nella stessa stazione di servizio mentre la ricarica viene completata; gli utenti, invece, avrebbero maggiori e più agevoli possibilità di ricaricare la propria auto elettrica.

A oggi, Milano conta 190 benzinai, se ognuno di questi dovesse installare una sola colonnina a due prese, si potrebbero ricaricare simultaneamente 380 veicoli. Se a questo poi aggiungiamo le colonnine pubbliche, il progetto prende piede e corpo.

GDO, supermercati e aziende

Un secondo esempio virtuoso e interessante viene dal settore privato. Nello specifico, dalle società gestite da Francesco Soldi, Responsabile Marketing e Corporate Social Responsibility (CSR) di IGD, Immobiliare Grande Distribuzione, società di punta a livello nazionale nel settore dei Centri Commerciali, Ipercoop in primis, la quale ha stipulato un accordo con Enerhub, una nuova “emobility company” che offre ai propri clienti prodotti, servizi e soluzioni tecnologiche per la mobilità elettrica. Dal 2019 sono state così installate ben 32 colonnine di ricarica per auto elettriche in 18 centri commerciali, con l’obiettivo futuro di arrivare a coprire tutta Italia.

Al momento la ricarica è gratuita e questo sostanzialmente per due motivi: uno di marketing, come facilmente intuibile; l’altro più legato ad aspetti etici e ambientali. Se è vero che alla lunga offrire il servizio gratuito non sarà economicamente sostenibile, è altresì vero che così si riescono a intercettare nuove esigenze dei consumatori, che si sentono più sicuri nell’affrontare tratti anche di media e lunga percorrenza con un veicolo a emissioni zero. Inoltre, si offre un servizio utile e si incentiva indirettamente l’acquisto di veicoli elettrici. Nella transizione elettrica, quindi, la GDO sta ricoprendo un ruolo pionieristico.

Per quanto riguarda le aziende, sono in aumento quelle che decidono di installare colonnine di ricarica per veicoli elettrici, con una serie di vantaggi derivanti:

  • La possibilità di offrire un servizio in più per clienti e visitatori.
  • Attenzione al personale: un collaboratore con l’auto elettrica sarà grato alla propria azienda per questa possibilità.
  • Per la propria immagine: l’imprenditore che ha capito l’importanza di questo servizio, trasmette l’immagine di un’azienda all’avanguardia e attenta all’ambiente.
  • Ricaricare la propria flotta elettrica: la stessa infrastruttura può servire per ricaricare la flotta elettrica aziendale, ottenendo così i vantaggi della mobilità elettrica per l’impresa, a partire – come rivelato da una recentissima indagine di Altroconsumo – da quello della convenienza.

Ci sono anche diversi alberghi e strutture ricettive che stanno installando colonnine di ricarica per venire incontro alle esigenze dei loro ospiti, in particolare quelli provenienti da  dal centro o nord Europa, dove la mobilità elettrica è più diffusa che in Italia.

Finalmente la ricarica in autostrada

Un accenno importante va fatto, per quanto riguarda il nostro Paese, a uno dei principali freni alla diffusione dell’emobility almeno fino all’inizio di quest’anno: la mancanza di colonnine di ricarica in autostrada. Un problema serio, che ovviamente scoraggerebbe chiunque volesse intraprendere viaggi di lunga percorrenza con un veicolo elettrico.

Anche qui – come in altri Paesi Europei – con l’ultima legge di bilancio e con il PNRR, sono stati approvati progetti significativi da parte di Autostrade per l’Italia, che ha affidato il progetto alla società “Free To Xperience”. Non solo per l’installazione di colonnine di ricarica lungo la rete autostradale, ma anche per la gestione dei nuovi servizi digitali e quindi l’assistenza ai clienti per ciò che concerne la rete di ricarica, che sarà proprietaria e gestita in autonomia, non affidata a terzi.

Il piano prevede l’installazione delle cosiddette colonnine HPC (High Power Charging) con potenza fino a 350 kW. Le stazioni di sosta interessate sono sessantasette, su tutto il territorio nazionale. Ogni installazione prevede dalle quattro alle sei colonnine. Complessivamente, significa che saranno installate fra le 268 e le 402 colonnine di ricarica veloce sulla rete autostradale italiana.

Un’ottima notizia, giunta dopo molte promesse e mille rinvii, a cui si aggiunge la conferma che non ci saranno più attese infinite per ricaricare il veicolo. Saranno infatti garantiti gli stessi tempi previsti per gli attuali rifornimenti alle auto con motori diesel e benzina, con una ricarica “fast” in 15-20 minuti. Questo consentirà potenzialmente di effettuare un viaggio di lunga percorrenza con un’auto elettrica quasi con la stessa tempistica di un motore a combustione interna.

Insomma, grazie al nuovo PNRR, all’impegno del settore pubblico e di quello privato e a una svolta culturale che sembra ormai imminente anche in Italia, la svolta verso la mobilità elettrica sembra avviata. Il passo più importante da fare tocca ora a ognuno di noi e consiste soprattutto nel superare la paura (infondata) di restare a piedi quando si viaggia in elettrico. È la famigerata “range anxiety”, che di questo passo non avrà presto più nessun motivo di esistere.

Redazione Fare Elettronica