Il mito della ricarica rapida

Articolo a cura di Flavio Odorici – Responsabile Progetto Elettronico iaiaGi S.R.L.

In questo numero proseguiamo nella serie di articoli dedicati ai miti, più o meno grandi, che popolano la narrativa dei giornalisti sull’argomento auto elettriche.
Il secondo che affrontiamo è il seguente:

“ È indispensabile poter disporre di colonnine di ricarica rapida, e più sono potenti meglio è?”

L’obiettivo poi non tanto nascosto è quello di poter fare rifornimento in 5 o 10 minuti.

È evidente che durante un lungo viaggio possiamo aver necessità di una carica intermedia, e che in tal caso è bene sia veloce.

Ma a parte questo caso, che è raro per la media degli utenti, la ricarica notturna può essere più che sufficiente. Per maggiori particolari vedere il precedente articolo “Il Mito della Penuria di Colonnine di ricarica”.

Ma, scendendo negli aspetti tecnici, la ricarica rapida potrebbe essere considerata un metodo utilizzabile tutti i giorni?

La risposta è “no, decisamente no.” Vediamo perché.

Punto primo: lo stress sulla batteria

Sono rare le batterie climatizzate, che cioè vengono sempre mantenute alla temperatura ottimale.

Caricare con correnti molto elevate batterie troppo fredde è estremamente pericoloso per la possibile formazione di dendriti metallici (piccole strutture ramificate) all’interno, che portano al cortocircuito degli elementi.

Caricare con correnti molto elevate batterie troppo calde può portare all’incendio, in quanto il sistema di raffreddamento può non riuscire a raffreddare la batteria e contemporaneamente smaltire il calore causato dalla carica veloce.

In genere, in queste due situazioni il caricabatterie limita la corrente, ma allora non abbiamo più una carica rapida, anzi.

Punto secondo: la mancanza totale di bilanciamento

La carica rapida procede con forti correnti fino circa all’80% della carica totale. Visto che lo scopo di una carica rapida è quello di essere veloce, ci si ferma qui.

Nel caso all’inizio la batteria fosse sbilanciata, a questo punto lo sarà ancora di più, e peggiorerà di carica in carica.

La fase successiva, dall’80 al 100 %, detto “Bilanciamento”, è un processo che viene effettuato con precisione, basse correnti, e tempi lunghi.

Ed è indispensabile, per la salute della batteria. Del resto, tutti i costruttori prescrivono che, dopo alcune cariche veloci, debba essere effettuata almeno una carica lenta con bilanciamento finale.

In questa fase un apposito sistema elettronico, detto BMS (Battery Management System) o BBS (Battery Balancing System) si prende cura delle singole celle, caricandole o scaricandole finché la stato di carica sia esattamente lo stesso per tutte, con grande precisione (qualche millesimo di Volt).

Naturalmente questo si può fare solo con basse correnti e tempo a disposizione.

Un buon BMS e una carica lenta sono necessari alla lunga vita della batteria.

Punto terzo: il basso rendimento

Quando carichiamo in casa a 3 o 6 kW, carichiamo una batteria standard a 400 V con 7,5 A o 15 A.

La ricarica veloce invece presuppone correnti molto alte. Quando carichiamo con, ad esempio, un Tesla Supercharger V.2, da 150 kW, arriviamo a 375 A.

Il calore che si sviluppa all’interno della batteria, dovuto alla sua resistenza interna, è proporzionale al quadrato della corrente.

Nei due casi il calore sviluppato è rispettivamente di ben 2.500 e 625 volte maggiore: la batteria deve essere raffreddata energicamente, il che costa altra energia elettrica, mentre nei primi due casi la batteria rimane praticamente fredda.

Nei primi due casi non si spreca nulla, nel terzo caso si butta un buon 20% dell’energia che paghiamo.

Inoltre, questi stress termici non fanno bene alla salute della batteria.

Morale: chi va piano va sano e va lontano

Come al solito, i proclami pubblicitari e la realtà tecnica non vanno d’accordo.

Le colonnine ad alta velocità di carica servono per qualche sporadica occasione, e la loro scarsità non può costituire pretesto per rallentare l’adozione dei veicoli elettrici su grande scala.

Ne ha bisogno il pianeta, ne abbiamo bisogno noi.