Attualmente siamo a 400 kW, ma la tecnologia continua ad evolversi e già incombono le limitazioni dell’attuale standard CCS2. Quanto può gestire lo standard CCS2?
CEI 62169-3
La base della specifica IEC 62169-3 per CCS2 è Sistema di ricarica combinato, è stato sviluppato più di dieci anni fa. La BMW i3 è stata la prima auto elettrica ad averlo nel 2013. La Volkswagen eGolf è uscita sul mercato nel 2014 e aveva lo stesso connettore. All’epoca era ancora in corso una battaglia tra i diversi standard delle stazioni di ricarica, con Tipo 1 e Tipo 2-AC, Tipo 2-DC (Tesla), CCS2 e Chademo. All’epoca i caricabatterie rapidi da 50kW erano già molto “veloci”, perché permettevano di caricare 22 volte più velocemente attraverso una presa da 2,3kW. Poi Tesla ha sorpreso il mondo introducendo la sua rete Supercharger con caricabatterie da 120 kilowatt, allora basati su una presa di Tipo 2 modificata. Le specifiche CCS2 sono state continuamente aggiornate nel corso degli anni. L’ultimo aggiornamento è IEC 62169-3-2022, stabilito nell’ottobre 2022. Negli Stati Uniti, il CCS1 viene utilizzato in aggiunta al connettore Tesla NACS. Il collegamento del CCS1 e 2 è simile, ma la spina è diversa perché la parte superiore del CCS2 si basa sulla spina CA europea di tipo 2 (Mennekes).
Più di 400kW
La CCS2 è iniziata con una capacità di 50 kilowatt, ma nel 2015 erano già stati dimostrati 150 kilowatt. Negli anni successivi, come capacità massima temporanea per la stazione di ricarica CCS2 è stata fissata una capacità di 350 kilowatt. Esiste la possibilità di ampliarlo entro certi margini, anche se questo si discosta leggermente dallo standard ufficiale. Una combinazione di 1.000 volt e 600 ampere potrebbe teoricamente produrre 600 kilowatt, ma la domanda è se ciò sia possibile con l’architettura attuale. Sebbene Phoenix Connect offra cavi raffreddati a liquido e connettori CCS2 in grado di gestire 500 kilowatt, non è chiaro se sia possibile fare di più. Inoltre, non è sicuro se i terminali CC siano sufficientemente spessi per questo scopo. Tuttavia, in futuro potremmo vedere caricabatterie con una potenza superiore a 400 kW. Una combinazione di un veicolo elettrico con una batteria da 800 volt e un caricabatterie in grado di gestire 600 A potrebbe teoricamente essere caricata a 480 kW.
Lo standard CCS è gestito da Sharyn, un’organizzazione tedesca fondata da produttori e aziende automobilistiche per promuovere la standardizzazione. Tra i partecipanti figurano Audi, BMW, Daimler, MINIX, Opel, Fenix Contact, Porsche, TÜV SÜD e Volkswagen. Sebbene lo standard CCS2 presuppone ufficialmente un massimo di 500 A, ci sono già produttori di stazioni di ricarica che lo hanno aumentato a 600 A. Charin sta sviluppando una cosiddetta modalità boost che può aumentare la corrente fino a 800 ampere. Questo è interessante per molte opzioni, come 500 kW e oltre. Può anche caricare veicoli elettrici con batteria da 400 V a più di 200 kilowatt. Attualmente, le Tesla possono farlo solo presso le sedi Supercharger e in un numero selezionato di nuovi caricabatterie rapidi in grado di fornire 600 ampere. La modalità boost per CCS2 necessita ancora dell’approvazione formale da parte della Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC).
La batteria dell’auto elettrica potrebbe non essere il colpevole, poiché vari progressi nella tecnologia delle batterie esistenti e nuove renderanno possibili tassi di C più elevati. CATL e BYD, come Storedot, hanno già dimostrato che le batterie possono essere caricate in 10 minuti. Stanno sviluppando batterie 6C.
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fuori Europa
Come vengono sviluppati i caricabatterie rapidi al di fuori dell’Europa? In Cina, l’azienda cinese Xpeng sta introducendo una nuova piattaforma di veicoli elettrici da 800 V, su cui sta già lavorando il G9, e a questo scopo sono stati sviluppati i caricabatterie corrispondenti. Può essere caricato a 670 A, il che significa che può fornire a un’auto ulteriori 200 chilometri di autonomia in cinque minuti. Inizialmente, Xpeng punta a caricabatterie da 480 kilowatt, ma ci sono piani per aumentare questa capacità a oltre 500 kilowatt. Nel 2023, Nxu ha già presentato negli Stati Uniti un caricabatterie dimostrativo da 700 kW basato sul connettore CCS1. In Cina Huawei ha già consegnato un caricabatterie da 600 kW.
Mentre lo standard giapponese Chademo è stato gradualmente eliminato in Europa con l’adozione di CCS2, lo sviluppo è continuato in Asia. Lo standard 2.0 attualmente supporta 400 kilowatt di potenza, ma si prevede di aumentare ulteriormente questa potenza. Futuro standard 3.0ZhaojiÈ stato sviluppato in collaborazione con il China Electricity Council e dovrebbe essere in grado di gestire capacità di ricarica fino a 900 kilowatt. Ciò presuppone una tensione di 1500 volt e una corrente di 600 ampere. Inizialmente l’attenzione si concentrerà principalmente su autobus e camion. In Europa e negli Stati Uniti è stato sviluppato a questo scopo un caricabatterie MegaWatt, o MCS, con un cavo e una spina molto più grandi. Inizierà con 1,5 MW, ma in futuro aumenterà fino ad almeno 3,75 MW (1250 V, 3000 A).
E la congestione della rete?
L’installazione di un numero sempre maggiore di caricabatterie rapidi ad alta potenza impone requisiti elevati alla rete a causa del rischio di congestione della rete. I luoghi di ricarica rapida sono sempre più dotati di accumulatori a batteria. La batteria può essere caricata parzialmente tramite pannelli solari e altro ancora nei momenti in cui la pressione sulla rete è bassa. Molti fornitori di servizi lo stanno già facendo e questo è anche un importante punto di partenza per iniziare con MCS per camion.
La gestione intelligente dell’energia può rendere possibile la ricarica rapida in un ambiente in cui si verifica una congestione della rete. Ad esempio, i caricabatterie rapidi forniscono energia in base alla disponibilità. Anche il pricing dinamico gioca un ruolo in questo. La spedizione espressa durante i periodi tranquilli è più economica. Tesla lo fa da tempo. Infine, si può fare un maggiore utilizzo di cavi HVDC che forniscono energia direttamente dalla sorgente. Pensa ai parchi eolici e solari. Poiché funzionano indipendentemente dalla rete a bassa tensione, il loro utilizzo non comporta una congestione della rete.
Caricabatterie più veloci con maggiore potenza
Da qualche tempo nei Paesi Bassi sono disponibili caricabatterie rapidi da 400 kW. Dal 2022 lungo l’autostrada A8 vicino a Ostzan sono installati caricabatterie rapidi da 400 kW. Fastned Tweakers informa che le nuove stazioni sono ora dotate di caricabatterie da 400 kW di serie e che in futuro i caricabatterie esistenti verranno sostituiti con nuovi caricabatterie da 400 kW. I caricabatterie utilizzati da Fastned, come l’Alpitronic HYC400, forniscono 500 A di serie, ma hanno anche una modalità boost da 600 A.
Ionity sta utilizzando anche caricabatterie HYC400 in nuove località, ma attualmente li limita a 2x 200 kW. Allego ha installato caricabatterie da 400 kW, anche lungo l’autostrada A1 vicino a Deventer. La maggior parte delle aziende che sviluppano stazioni di ricarica, come EVBox, Alpitronic, ABB e Alfen, offrono caricabatterie da 400 kW.
Ci sono anche alcuni caricabatterie che dichiarano di fornire 600 kW, ma si tratta della potenza massima suddivisa su due o più connessioni, ad esempio il doppio di 300 kW. Nel maggio 2022, Euroloop ha annunciato un caricabatterie da 720 kW per l’hub Willbert Amber II in Belgio, ma questa potenza è condivisa tra otto caricabatterie. Da diversi anni gli autobus hanno a disposizione 600 kilowatt, ma funzionano tramite pantografo. In questo caso si tratta di autobus elettrici che vengono ricaricati durante le brevi soste in determinate stazioni degli autobus. La curva di carica è quindi meno significativa e la potenza di 600 kW viene utilizzata solo per un breve periodo.
futuro
I caricabatterie rapidi da 400 kilowatt esistono da diversi anni, ma fino a poco tempo fa non esistevano auto elettriche che potessero utilizzarli. La situazione è cambiata con l’introduzione della Lotus Emeya. Infatti, questa vettura utilizza energia e la conserva per un tempo relativamente lungo. Ciò continua la tendenza della ricarica rapida che richiede sempre meno tempo. Il fatto che Lotus faccia parte del gruppo Geely rende concepibile che la tecnologia utilizzata finirà per arrivare anche ad altri marchi automobilistici, come Polestar, Zeekr, Smart, Lynk & Co e ovviamente Volvo. La ricarica di un’auto elettrica durante un lungo viaggio richiede meno di quindici minuti. Secondo recenti dimostrazioni, una nuova generazione di batterie potrebbe ridurre questo tempo a 10 minuti. Non passerà molto tempo prima che ci sia abbastanza tempo per usare il bagno e prendere una tazza di caffè mentre la ricarica si ferma.
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