Di Steven Shackell
Dal punto di vista culturale e industriale, il mondo sta attraversando una rapida transizione verso soluzioni di trasporto più sostenibili che si basano su una diffusa trasformazione delle infrastrutture. Il panorama della ricarica dei veicoli elettrici, che era inesistente alla fine del secolo scorso, è in rapida crescita ed evoluzione per soddisfare la domanda della rivoluzione dei veicoli elettrici. Nell'articolo si descrive il panorama della ricarica dei veicoli elettrici, compresi i diversi metodi di ricarica, gli adattatori, la sicurezza e il costo necessario per ricaricare un veicolo elettrico.
Adattatori di ricarica comuni per veicoli elettrici
Diversi mercati in tutto il mondo utilizzano differenti connettori di rete per la ricarica, pertanto prima di acquistare un veicolo elettrico è necessario considerare le infrastrutture di ricarica compatibili disponibili. I comuni caricabatterie per veicoli elettrici sono progettati per adattarsi alle rispettive infrastrutture elettriche regionali e locali.
CCS2 e NACS
Il Nord America e l'Europa hanno infrastrutture elettriche radicalmente diverse. Il Nord America utilizza un'alimentazione monofase da 120 V per scopi residenziali, erogando un massimo di 1,8 kW. L'Europa invece utilizza prevalentemente l'alimentazione trifasica a 240 V, il che significa che in quasi tutti i paesi dell'Unione europea sono disponibili 10,8 kW.
Di conseguenza, i caricabatterie pubblici nel Nord America in genere raggiungono il limite massimo di 7 kW quando è disponibile un'infrastruttura elettrica dedicata e non residenziale. Al contrario, l'Unione europea dispone sempre di caricabatterie da 10,8 kW e di stazioni di ricarica da 22 kW in alcuni mercati.
Pertanto, gli standard degli adattatori in Nord America e nell'Unione europea sono molto diversi. Nel Nord America viene utilizzato il NACS (North American Charging Standard, standard per la ricarica elettrica nordamericano) che Tesla ha originariamente introdotto nel 2012 e che è diventato disponibile per l'utilizzo da parte di altri produttori nel novembre 2022. Benché possa supportare la ricarica a 240 V, il connettore NACS non supporta l'alimentazione trifasica.
Nel mercato europeo, lo standard CCS2 (Combined Charging System Combo 2) è compatibile con tutte le auto e le stazioni di ricarica. Nella maggior parte dei paesi è il connettore di ricarica rapida più potente disponibile. Naturalmente, maggiore è la potenza disponibile presso una stazione di ricarica, più elevati saranno i costi e la comodità. Come vedremo di seguito, i caricabatterie pubblici di livello 2 sono spesso più economici dei caricabatterie rapidi CC, ma ricaricare a casa è il modo più conveniente per la maggior parte dei veicoli elettrici, anche quando supportano velocità di ricarica più basse.
Altri standard comuni per i connettori di ricarica
In altri mercati di veicoli elettrici, come il Giappone e la Cina, vengono utilizzati standard di connettori diversi. Il Giappone utilizza il j1772 (Tipo 1), comunemente noto come "spina J", per la ricarica CA e il CHAdeMO per la ricarica CC. In Cina, il più grande mercato di veicoli elettrici al mondo, il connettore GB/T viene utilizzato sia per la ricarica CA che per quella CC.
Per informazioni più dettagliate sui connettori di ricarica dei veicoli elettrici e i vari standard di sicurezza per la ricarica dei veicoli elettrici, leggere Norme e regolamenti sulla sicurezza dei veicoli elettrici.
Diversi metodi di ricarica dei veicoli elettrici e costi associati
Ricarica a casa
Ci sono due modi per ricaricare un veicolo elettrico a casa: ricarica di livello 1 e ricarica di livello 2. La ricarica di livello 1 utilizza una presa domestica standard da 120 V, che in genere fornisce 5-8 km di autonomia per ora di ricarica. La ricarica di livello 2 richiede un caricabatterie dedicato da 240 V, che può fornire circa 15-50 km di autonomia all'ora.
Il costo dell'elettricità domestica può variare negli Stati Uniti, ma generalmente è la metà del costo delle tariffe di ricarica pubbliche. In media, il costo residenziale della ricarica dei veicoli elettrici per kilowattora (kWh) negli Stati Uniti è di $ 0,23 (€ 0,29 nell'Unione europea), il che significa che il costo per la ricarica di un veicolo elettrico a casa è in media di $ 18,63 ed € 23,49, a seconda della località (sulla base di una Tesla Model Y standard). A seconda della tensione del caricabatterie, potrebbero essere necessarie da 12 ore (220 V) a 50 ore (110 V) per ottenere una ricarica completa in una batteria completamente scarica.
Stazioni di ricarica pubbliche
La ricarica di livello 2 si trova spesso nei parcheggi, nei centri commerciali e nei luoghi di lavoro. Le comuni stazioni di ricarica pubbliche di livello 2 offrono una ricarica più rapida rispetto alle stazioni di ricarica a casa, ma non possono ricaricare alla stessa velocità dei caricabatterie rapidi CC pubblici. Per fare un confronto, ci sono 22 caricabatterie rapidi ChargePoint CC nell'area metropolitana di Denver, mentre ci sono oltre 1.000 caricabatterie ChargePoint standard di livello 2.
Al momento della stesura di questo articolo, il costo per la ricarica dei veicoli elettrici tramite un caricabatterie pubblico di livello 2 a Denver è di $ 0,14 per kWh, più una tariffa fissa di $ 2 e di $ 0,50 all'ora dopo le prime quattro ore. Tuttavia, occorre notare che molti caricabatterie comunali vengono offerti gratuitamente in base all'ordine di arrivo.
I caricabatterie rapidi CC, tuttavia, sono significativamente più costosi ma possono caricare la maggior parte dei veicoli elettrici da completamente scarichi fino all'80% di carica in meno di 30 minuti. Un caricabatterie rapido CC da 200 kW nella stessa sede di Denver costa $ 0,45 kWh, stimando un costo totale di $ 27 in soli 15 minuti. I caricabatterie rapidi CC sono comunemente utilizzati lungo le principali autostrade per i viaggi a lunga distanza.
Tesla offre uno strumento gratuito per la pianificazione del viaggio che identifica i caricabatterie rapidi CC lungo un percorso desiderato, la durata della ricarica in ciascuna stazione e il tempo di viaggio totale. Guidare da Denver a Seattle, un viaggio di 2.130 km, richiede circa 25 ore e 9 minuti in una Tesla Model Y, incluse poco più di 5 ore di tempo totale di ricarica.
Quanto costa percorrere circa 500 km con un veicolo elettrico rispetto a un'auto tradizionale?
Per calcolare il costo di ricarica dei veicoli elettrici rispetto al trasporto a gas, confrontiamo una Tesla Model Y con una Kia Telluride: entrambe SUV di medie dimensioni, dal costo di circa $ 40.000, che viaggiano con lo stesso chilometraggio in città e in autostrada.
All'inizio del 2024, il prezzo medio della benzina a Cincinnati, in Ohio, era di $ 3,187. Una Kia Telluride percorrerà in media 23 miglia per gallone di benzina (MPG) (circa 37 chilometri per litro). Pertanto, percorrere circa 500 km costerebbe $ 41,57.
Se dovessimo caricare una Tesla Model Y in una stazione di ricarica pubblica Flo di livello 2, costerebbe $ 0,35 per kWh. Una Telsa Model Y ha un'autonomia di circa 500 km e una capacità della batteria di 81 kWh, quindi una ricarica completa costerebbe $ 28,35. In alternativa, se il veicolo venisse ricaricato in una abitazione a Cincinnati, dove la tariffa media dell'elettricità residenziale è di $ 0,13 per kWh, il costo sarebbe di $ 10,53.
In questo esempio specifico della regione, il costo per percorrere circa 500 chilometri con un veicolo elettrico medio potrebbe comportare un risparmio sui costi compreso tra $ 13,22 e $ 31,04, a seconda del metodo di ricarica. Considerando che gli americani percorrono in media circa 23.000 chilometri all'anno, il passaggio a un veicolo elettrico potrebbe far risparmiare a un residente di Cincinnati $ 1.475 all'anno sui costi della benzina.
Come si paga la ricarica dei veicoli elettrici tramite caricabatterie pubblici
Esistono diverse società di stazioni di ricarica pubbliche in tutto il mondo che offrono strutture con tariffe e velocità di ricarica differenti. Pertanto, ci sono molti modi in cui queste aziende addebitano un "pieno". Ad esempio, i veicoli Tesla possono utilizzare la rete di ricarica Tesla senza dover pagare in loco, poiché l'importo può essere addebitato automaticamente sul conto di ricarica del proprietario.
Molte reti di ricarica accettano carte di credito o debito direttamente alla stazione e alcune reti offrono app mobili che forniscono servizi di configurazione della ricarica e del pagamento touchless. Alcune reti di veicoli elettrici rilasciano agli utenti carte RFID, che possono essere utilizzate presso la stazione di ricarica per avviare e pagare le sessioni di ricarica, eliminando così la necessità di sistemi di elaborazione delle carte di credito in loco.
Immagine: App mobile che mostra più stazioni di ricarica per veicoli elettrici in una vista mappa
È interessante notare che la maggior parte delle stazioni di ricarica offre informazioni aggiuntive sul caricabatterie, ad esempio da quale veicolo è stato utilizzato l'ultima volta e la data dell'ultimo utilizzo. Data la natura di connettività intelligente dei caricabatterie per veicoli elettrici, è necessario adottare precauzioni specifiche, come quelle delineate nella norma ISO15118, per garantire la sicurezza del caricabatterie e la protezione delle informazioni dell'acquirente. Per fare ciò, è possibile utilizzare hardware di sicurezza specifici, come Plug and Trust Secure Element SE050 di NXP o Trusted Platform Module (TPM) SLI 9670 di Infineon, per verificare crittograficamente l'autenticità del dispositivo, senza compromettere i dati privati dell'utente.
Considerazioni sulla ricarica dei veicoli elettrici
I veicoli elettrici rappresentano oggi la scelta leader per i consumatori attenti ai costi e all'ambiente in tutto il mondo, il che porta a cambiamenti significativi nelle infrastrutture per supportare soluzioni di trasporto sostenibili. Sebbene la versatilità delle soluzioni di ricarica a casa offra la soluzione più conveniente per i proprietari di veicoli elettrici, le stazioni di ricarica pubbliche offrono velocità e comodità a un costo più elevato. Inoltre, il costo di ricarica di un veicolo elettrico rispetto al costo della benzina dimostra i vantaggi economici dei veicoli elettrici, soprattutto nelle aree con prezzi elevati della benzina elevati o con bassi costi dell'elettricità.
Inoltre, i caricabatterie pubblici presentano diverse complessità, come i connettori di ricarica disponibili, il costo per kWh e i metodi di pagamento disponibili. Tuttavia, esistono molte tecnologie intelligenti integrate nei caricabatterie pubblici per garantire una ricarica sicura e uno scambio di informazioni affidabile tra il veicolo e l'infrastruttura di ricarica. Possiamo aspettarci che il panorama della ricarica dei veicoli elettrici si adatti dinamicamente per soddisfare le richieste attuali e future dei consumatori.
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