I veicoli elettrici sono ormai una realtà diffusa sulle nostre strade e in tutto il mondo si stanno costruendo infrastrutture di ricarica per servirli. Sono l'equivalente dell'elettricità in una stazione di servizio e presto saranno ovunque.
Tuttavia, ciò solleva una domanda interessante. Le pompe d'aria semplicemente versano il liquido nei fori e sono state ampiamente standardizzate per lungo tempo. Nel mondo dei caricabatterie per veicoli elettrici non è così, quindi analizziamo lo stato attuale del gioco.
La tecnologia dei veicoli elettrici ha conosciuto un rapido sviluppo da quando è diventata di uso comune nell'ultimo decennio circa. Poiché la maggior parte dei veicoli elettrici ha ancora un'autonomia limitata, nel corso degli anni le case automobilistiche hanno sviluppato veicoli con ricarica più rapida per migliorarne la praticità. Questo risultato è stato ottenuto migliorando la batteria, l'hardware del controller e il software. La tecnologia di ricarica è avanzata al punto che i veicoli elettrici più recenti ora possono aggiungere centinaia di miglia di autonomia in soli 20 minuti.
Tuttavia, caricare un veicolo elettrico a questa velocità richiede molta elettricità. Di conseguenza, le case automobilistiche e i gruppi industriali hanno lavorato per sviluppare nuovi standard di ricarica per fornire corrente elevata alle batterie delle auto di alta gamma il più rapidamente possibile.
A titolo indicativo, una tipica presa domestica negli Stati Uniti può erogare 1,8 kW. Ci vogliono 48 ore o più per caricare un moderno veicolo elettrico da una presa domestica di questo tipo.
Al contrario, le moderne porte di ricarica per veicoli elettrici possono supportare una potenza compresa tra 2 kW e 350 kW in alcuni casi e, per farlo, richiedono connettori altamente specializzati. Nel corso degli anni sono emersi vari standard, poiché le case automobilistiche cercano di iniettare più potenza nei veicoli a velocità più elevate. Diamo un'occhiata alle scelte più comuni oggi.
Lo standard SAE J1772 è stato pubblicato nel giugno 2001 ed è anche noto come J Plug. Il connettore a 5 pin supporta la ricarica CA monofase a 1,44 kW se collegato a una presa di corrente domestica standard, che può essere aumentata a 19,2 kW se installato su una stazione di ricarica ad alta velocità per veicoli elettrici. Questo connettore trasmette alimentazione CA monofase su due fili, segnali su altri due fili e il quinto è un collegamento di terra di protezione.
Dopo il 2006, il J Plug è diventato obbligatorio per tutti i veicoli elettrici venduti in California e si è rapidamente diffuso negli Stati Uniti e in Giappone, per poi diffondersi anche in altri mercati globali.
Il connettore di Tipo 2, noto anche dal suo creatore, il produttore tedesco Mennekes, è stato proposto per la prima volta nel 2009 come sostituto dello standard SAE J1772 dell'UE. La sua caratteristica principale è il design del connettore a 7 pin, in grado di trasportare alimentazione CA monofase o trifase, consentendo di caricare veicoli fino a 43 kW. In pratica, molti caricabatterie di Tipo 2 raggiungono un massimo di 22 kW o meno. Simile al J1772, ha anche due pin per i segnali di pre-inserimento e post-inserimento. Ha poi una terra di protezione, un neutro e tre conduttori per le tre fasi CA.
Nel 2013, l'Unione Europea ha scelto le spine di Tipo 2 come nuovo standard per sostituire J1772 e i semplici connettori EV Plug Alliance di Tipo 3A e 3C per applicazioni di ricarica CA. Da allora, il connettore è stato ampiamente accettato nel mercato europeo ed è disponibile anche in molti veicoli destinati al mercato internazionale.
CCS è l'acronimo di Combined Charging System e utilizza un connettore "combo" per consentire la ricarica sia in CC che in CA. Pubblicato nell'ottobre 2011, lo standard è progettato per consentire una facile implementazione della ricarica CC ad alta velocità nei nuovi veicoli. Ciò può essere ottenuto aggiungendo una coppia di conduttori CC al tipo di connettore CA esistente. Esistono due forme principali di CCS: il connettore Combo 1 e il connettore Combo 2.
Combo 1 è dotato di un connettore CA J1772 di tipo 1 e di due grandi conduttori CC. Pertanto, un veicolo dotato di connettore CCS Combo 1 può essere collegato al caricabatterie J1772 per la ricarica CA o al connettore Combo 1 per la ricarica CC ad alta velocità. Questa progettazione è adatta ai veicoli nel mercato statunitense, dove i connettori J1772 sono diventati comuni.
I connettori Combo 2 sono dotati di un connettore Mennekes accoppiato a due grandi conduttori CC. Per il mercato europeo, questo consente alle auto dotate di prese Combo 2 di essere caricate tramite corrente alternata monofase o trifase tramite il connettore di tipo 2, oppure tramite ricarica rapida CC tramite il collegamento al connettore Combo 2.
La tecnologia CCS consente la ricarica in corrente alternata (CA) secondo lo standard del sub-connettore J1772 o Mennekes integrato nel progetto. Tuttavia, se utilizzata per la ricarica rapida in corrente continua (CC), consente velocità di ricarica rapidissime fino a 350 kW.
Vale la pena notare che un caricabatterie rapido CC con un connettore Combo 2 elimina la connessione di fase CA e il neutro nel connettore poiché non sono necessari. Il connettore Combo 1 li lascia al loro posto, sebbene non vengano utilizzati. Entrambi i progetti si basano sugli stessi pin di segnale utilizzati dal connettore CA per comunicare tra il veicolo e il caricabatterie.
Tesla, una delle aziende pioniere nel settore dei veicoli elettrici, ha iniziato a progettare i propri connettori di ricarica per soddisfare le esigenze dei suoi veicoli. Il lancio è avvenuto nell'ambito della rete Supercharger di Tesla, che mira a creare una rete di ricarica rapida per supportare i veicoli dell'azienda con poche o nessuna altra infrastruttura.
Mentre in Europa l'azienda equipaggia i propri veicoli con connettori di Tipo 2 o CCS, negli Stati Uniti Tesla utilizza il proprio standard per le porte di ricarica. Può supportare sia la ricarica monofase che trifase in corrente alternata, nonché la ricarica in corrente continua ad alta velocità presso le stazioni Tesla Supercharger.
Le stazioni Supercharger originali di Tesla fornivano fino a 150 kilowatt per auto, ma i modelli successivi a potenza inferiore per le aree urbane avevano un limite inferiore di 72 kilowatt. I caricabatterie più recenti dell'azienda possono fornire fino a 250 kW di potenza ai veicoli opportunamente equipaggiati.
Lo standard GB/T 20234.3 è stato emesso dalla Standardization Administration of China e riguarda i connettori in grado di effettuare una ricarica rapida monofase CA e CC contemporaneamente. Poco conosciuto al di fuori dell'esclusivo mercato cinese dei veicoli elettrici, è valutato per funzionare fino a 1.000 volt CC e 250 ampere e per caricarsi a velocità fino a 250 kilowatt.
È improbabile trovare questa porta su un veicolo non prodotto in Cina, progettato per il mercato cinese o per paesi con cui intrattiene stretti legami commerciali.
Forse la progettazione più interessante di questa porta sono i pin A+ e A-. Sono classificati per tensioni fino a 30 V e correnti fino a 20 A. Sono descritti nello standard come "alimentazione ausiliaria a bassa tensione per veicoli elettrici fornita da caricabatterie esterni".
Dalla traduzione non è chiaro quale sia la loro funzione esatta, ma potrebbero essere progettati per aiutare ad avviare un'auto elettrica con una batteria completamente scarica. Quando sia la batteria di trazione che la batteria da 12 V del veicolo elettrico sono scariche, può essere difficile caricare il veicolo perché l'elettronica dell'auto non riesce a riattivarsi e a comunicare con il caricabatterie. Anche i contattori non possono essere alimentati per collegare l'unità di trazione ai vari sottosistemi dell'auto. Questi due pin sono probabilmente progettati per fornire energia sufficiente a far funzionare l'elettronica di base dell'auto e alimentare i contattori in modo che la batteria di trazione principale possa essere caricata anche se il veicolo è completamente scarico. Se ne sai di più, sentiti libero di farcelo sapere nei commenti.
CHAdeMO è uno standard di connettore per veicoli elettrici, pensato principalmente per applicazioni di ricarica rapida. Può erogare fino a 62,5 kW tramite il suo connettore esclusivo. Si tratta del primo standard progettato per fornire una ricarica rapida CC per veicoli elettrici (indipendentemente dal produttore) e dispone di pin CAN bus per la comunicazione tra il veicolo e il caricabatterie.
Lo standard è stato proposto per l'uso globale nel 2010 con il supporto delle case automobilistiche giapponesi. Tuttavia, lo standard ha preso piede solo in Giappone, mentre l'Europa è rimasta fedele al Tipo 2 e gli Stati Uniti utilizzano J1772 e i connettori Tesla. A un certo punto, l'UE ha valutato l'ipotesi di forzare l'eliminazione graduale completa dei caricabatterie CHAdeMO, ma alla fine ha deciso di richiedere che le stazioni di ricarica abbiano "almeno" connettori Tipo 2 o Combo 2.
Nel maggio 2018 è stato annunciato un aggiornamento retrocompatibile che consentirà ai caricabatterie CHAdeMO di erogare fino a 400 kW di potenza, superando persino i connettori CCS sul campo. I sostenitori di CHAdeMO vedono la sua essenza come un unico standard globale piuttosto che una divergenza tra gli standard CCS degli Stati Uniti e dell'UE. Tuttavia, non è riuscito a trovare molti acquisti al di fuori del mercato giapponese.
Lo standard CHAdeMo 3.0 è in fase di sviluppo dal 2018. Si chiama ChaoJi e presenta un nuovo design del connettore a 7 pin sviluppato in collaborazione con la China Standardization Administration. Si spera di aumentare la velocità di ricarica a 900 kW, funzionare a 1,5 kV e fornire tutti i 600 ampere tramite l'uso di cavi raffreddati a liquido.
Mentre leggi questo, potresti pensare che, indipendentemente da dove guidi il tuo nuovo veicolo elettrico, ci sono un sacco di standard di ricarica diversi pronti a darti il mal di testa. Per fortuna, non è così. La maggior parte delle giurisdizioni fa fatica a supportare uno standard di ricarica escludendone la maggior parte degli altri, con il risultato che la maggior parte dei veicoli e dei caricabatterie in una determinata area sono compatibili. Naturalmente, Tesla negli Stati Uniti è un'eccezione, ma anche loro hanno la loro rete di ricarica dedicata.
Anche se ci sono persone che usano il caricabatterie sbagliato nel posto sbagliato al momento sbagliato, di solito possono usare un adattatore quando ne hanno bisogno. In futuro, la maggior parte dei nuovi veicoli elettrici utilizzerà il tipo di caricabatterie in uso nelle rispettive aree di vendita, rendendo la vita più semplice per tutti.
Ora lo standard di ricarica universale è USB-C
Tutto dovrebbe essere caricato tramite USB-C, senza eccezioni. Immagino una presa per veicoli elettrici da 100 kW, che non sia altro che un set di 1000 connettori USB-C stipati in una presa in parallelo. Con i materiali giusti, potresti riuscire a mantenere il peso sotto i 50 kg (110 libbre) per una maggiore facilità d'uso.
Molti veicoli elettrici e PHEV hanno una capacità di traino fino a 1000 libbre, quindi puoi usare un rimorchio per trasportare la tua linea di adattatori e convertitori. Anche Peavey Mart vende generatori questa settimana, se ci sono alcune centinaia di GVWR da risparmiare.
In Europa, le recensioni di Tipo 1 (SAE J1772) e CHAdeMO ignorano completamente il fatto che la Nissan LEAF e la Mitsubishi Outlander PHEV, due dei veicoli elettrici più venduti, sono dotate di questi connettori.
Questi connettori sono ampiamente utilizzati e non sono destinati a scomparire. Mentre il Tipo 1 e il Tipo 2 sono compatibili a livello di segnale (consentendo un cavo Tipo 2-Tipo 1 staccabile), CHAdeMO e CCS non lo sono. LEAF non ha un metodo realistico per la ricarica tramite CCS.
Se il caricabatterie rapido non fosse più compatibile con CHAdeMO, prenderei seriamente in considerazione l'idea di tornare all'auto con motore a combustione interna per un lungo viaggio e di riservare la mia LEAF solo all'uso locale.
Ho un Outlander PHEV. Ho usato la funzione di ricarica rapida CC un paio di volte, giusto per provarla quando ho un'offerta di ricarica gratuita. Certo, può caricare la batteria all'80% in 20 minuti, ma questo dovrebbe garantire un'autonomia in elettrico di circa 20 chilometri.
Molti caricabatterie rapidi CC hanno una tariffa fissa, quindi potresti pagare quasi 100 volte la tua normale bolletta elettrica per 20 chilometri, che è molto di più rispetto a se guidassi solo a benzina. Anche il caricabatterie al minuto non è molto meglio, poiché è limitato a 22 kW.
Adoro la mia Outlander perché la modalità EV copre l'intero tragitto casa-lavoro, ma la funzione di ricarica rapida CC è utile quanto il terzo capezzolo di un uomo.
Il connettore CHAdeMO dovrebbe rimanere lo stesso su tutte le foglie (foglia?), ma non preoccupatevi di Outlanders.
Tesla vende anche adattatori che le consentono di usare J1772 (ovviamente) e CHAdeMO (cosa ancora più sorprendente). Alla fine hanno interrotto la produzione dell'adattatore CHAdeMO e introdotto l'adattatore CCS... ma solo per alcuni veicoli, in alcuni mercati. L'adattatore necessario per caricare le Tesla statunitensi da un caricabatterie CCS di tipo 1 con una presa proprietaria Tesla Supercharger è apparentemente venduto solo in Corea (!) e funziona solo sulle auto più recenti. https://www.youtube.com/watch?v=584HfILW38Q
American Power e perfino Nissan hanno dichiarato che stanno eliminando gradualmente Chademo in favore del CCS. La nuova Nissan Arya sarà dotata di CCS e la Leaf cesserà presto la produzione.
Lo specialista olandese di veicoli elettrici Muxsan ha ideato un componente aggiuntivo CCS per la Nissan LEAF in sostituzione della porta CA. Ciò consente la ricarica CA di tipo 2 e CCS2 CC, preservando la porta CHAdeMo.
Conosco 123, 386 e 356 senza guardare. In realtà ho confuso gli ultimi due, quindi devo controllare.
Sì, ancora di più se si dà per scontato che sia collegato nel contesto... ma ho dovuto cliccarci sopra io stesso e immagino che sia quello giusto, ma il numero non mi dà alcun indizio.
Il connettore CCS2/Tipo 2 è entrato negli Stati Uniti come standard J3068. Il caso d'uso previsto è per veicoli pesanti, poiché l'alimentazione trifase fornisce velocità significativamente più elevate. J3068 specifica una tensione più alta rispetto al Tipo 2, poiché può raggiungere 600 V fase-fase. La ricarica CC è la stessa del CCS2. Le tensioni e le correnti che superano gli standard Tipo 2 richiedono segnali digitali in modo che il veicolo e l'EVSE possano determinarne la compatibilità. A una corrente potenziale di 160 A, J3068 può raggiungere 166 kW di potenza CA.
Negli Stati Uniti, Tesla utilizza il proprio standard di ricarica. Supporta sia la ricarica monofase che trifase a corrente alternata.
È monofase. Fondamentalmente è un plug-in J1772 in un layout diverso con funzionalità CC aggiuntiva.
J1772 (CCS tipo 1) può effettivamente supportare DC, ma non ho mai visto nulla che lo implementi. Il protocollo "stupido" j1772 ha un valore di "Modalità digitale richiesta" e "Tipo 1 DC" significa DC sui pin L1/L2. "Tipo 2 DC" richiede pin extra per il connettore combinato.
I connettori Tesla statunitensi non supportano la corrente alternata trifase. Gli autori confondono i connettori statunitensi con quelli europei: questi ultimi (noti anche come CCS Tipo 2) lo fanno.
Su un argomento correlato: le auto elettriche possono circolare senza pagare la tassa di circolazione? Se sì, perché? Ipotizzando un'utopia ambientalista (completamente insostenibile) in cui oltre il 90% delle auto è elettrico, da dove arriveranno le tasse per mantenere la strada in funzione? Si può aggiungere a questo il costo della ricarica pubblica, ma le persone possono anche usare pannelli solari a casa, o persino generatori "agricoli" a gasolio (senza tassa di circolazione).
Tutto dipende dalla giurisdizione. In alcuni posti viene applicata solo la tassa sul carburante. In altri viene applicata una tassa di immatricolazione del veicolo come supplemento sul carburante.
A un certo punto, alcune delle modalità di recupero di questi costi dovranno cambiare. Mi piacerebbe vedere un sistema equo in cui le tariffe siano basate sul chilometraggio e sul peso del veicolo, poiché questo determina quanta usura si provoca sulla strada. Una tassa sul carbonio per il carburante potrebbe essere più adatta a questo contesto.
Data di pubblicazione: 21 giugno 2022
