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La ricarica dei veicoli elettrici leggeri

Tra i veicoli elettrici, sono di particolare successo i veicoli elettrici leggeri, siano essi biciclette elettriche a pedalata assistita o minivetture da città. Infatti, includiamo tra i veicoli leggeri diverse categorie di veicolo: biciclette elettriche, motociclette, scooter, quadricicli (scooter a tre o quattro ruote). La loro popolarità cresce molto più velocemente di quella delle automobili elettriche e ormai sono diffusi in città, in vacanza, in montagna e si trovano anche sulle lunghe percorrenze.

Se per le automobili elettriche i sistemi di ricarica sono ormai standardizzati a livello europeo (connettori tipo 2 e combo 2), lo stesso non si può dire per i veicoli leggeri ove, ancora per anni, diversi sistemi (prese) sono destinati a coesistere. Ciò è di particolare rilevanza per la ricarica pubblica ove bisogna arrangiarsi con quello che si trova a disposizione. Vero è che nella maggior parte dei casi i veicoli leggeri vengono caricati a casa, ma a causa della loro crescente diffusione anche la ricarica pubblica inizia a essere necessaria (soprattutto per coloro che non hanno la possibilità di ricaricare a casa una motocicletta o un quadriciclo).

Qui di seguito sono illustrate le principali modalità di ricarica in uso per i veicoli elettrici leggeri e le corrispondenti infrastrutture di ricarica.

Indice

Veicoli leggeri dotati di connettore tipo 2 (modo di ricarica 3) oppure combo 2 (modo di ricarica 4)

I veicoli leggeri più potenti e più costosi caricano esattamente come le automobili e possono utilizzare le medesime prese e le medesime infrastrutture di ricarica (a meno di limitazione di tipo regolamentare o legate al Codice della Strada). Non c’è molto da dire. L’unica differenza è che ci si aspetta potenze di ricarica mediamente più basse rispetto alle automobili. Più raramente utilizzano i connettori tipo 1 o CHAdeMO ormai in fase di dismissione in Europa.


Connettore Combo 2 su moto elettrica ( Energica )

Connettore Combo 2 su moto elettrica ( Energica )

Dato che non è comodo per un motociclista portarsi dietro un ingombrante cavo tipo 2 (modo 3) necessario con tutte le colonnine in corrente alternata prive di cavo fisso (la maggior parte di quelle pubbliche), alcune aziende specializzate hanno realizzato cavi molto flessibili con connettori tipo 2 compatti pensati per le esigenze dei motociclisti.


Cavo compatto con connettori tipo 2 ( Charge Amps )

Cavo compatto con connettori tipo 2 ( Charge Amps )


In mancanza di una stazione di ricarica fissa, si può caricare da una presa comune con l’InCable Control and Protection Box (cosiddetto “carichino” modo 2), esattamente come si fa per un’automobile. Infatti, nella maggior parte dei casi, questi veicoli non caricano senza il segnale di controllo della stazione di ricarica e, quindi, un adattatore passivo non sarebbe idoneo.

Veicoli leggeri dotati di spina tipo 3A (modo di ricarica 3), per esempio la Twizy Renault o la Vespa Piaggio

La spina e la presa tipo 3A - attualmente - sono diffuse solo in Italia. La 3A è intesa proprio per la ricarica in corrente alternata dei veicoli leggeri. In Italia diverse colonnine per la ricarica pubblica in corrente alternata sono dotate sia di presa tipo 2 (obbligatoria in Europa), sia di presa tipo 3A; oppure alcune strutture dedicate esclusivamente ai veicoli leggeri hanno solo prese tipo 3A. Va anche detto, però, che molte colonnine pubbliche sono prive di presa tipo 3A.

Per ciò che riguarda i veicoli, una parte dei veicoli leggeri sono venduti in Italia con la spina tipo 3A (il più numeroso è il popolare quadriciclo Renault Twizy). All’estero i medesimi modelli di veicolo sono di solito dotati di spina Schuko o più raramente di tipo 2. In alcuni casi, i veicoli con spina tipo 3A sono il risultato della trasformazione effettuata dal distributore italiano, dal rivenditore o dal proprietario stesso (trasformazione non sempre eseguita a regola d’arte).

Vespa elettrica dotata di spina tipo 3A ( Piaggio )

Vespa elettrica dotata di spina tipo 3A ( Piaggio )

A casa od ovunque sia disponibile una presa domestica, di solito si può caricare con un semplice adattatore passivo da presa domestica a spina tipo 3A. Infatti, nella maggior parte dei casi, i veicoli con spina tipo 3A non leggono il segnale di controllo della stazione di ricarica (modo 3 semplificato), benché in teoria ciò possa accadere con qualche veicolo (di solito i veicoli che leggono il segnale di controllo sono equipaggiati con la tipo 2).

Veicoli leggeri dotati di spina Schuko (modo di ricarica 1), per esempio la Citroën AMI

Molti veicoli elettrici leggeri, quali scooter o quadricicli, sono dotati per la ricarica di una comune spina Schuko (più raramente di spina industriale) e si alimentano come un elettrodomestico qualsiasi (si chiama modo di ricarica 1). Non utilizzano alcun segnale di controllo e di solito assorbono non più di 8-10 A (benché la norma permetterebbe sino a 16 A). Non vi è alcun particolare problema nel caricare nel garage di casa con impianto e presa adeguati, ma i problemi si hanno con la ricarica pubblica. Infatti, come spiegano articoli, cataloghi, webinar e presentazioni varie, “in Italia il modo di carica 1 è consentito solamente in ambiti strettamente privati non aperti a terzi, quali ad esempio ambienti il cui accesso necessiti di chiavi, attrezzi particolari, ecc. in possesso del solo relativo proprietario”. Utile ricordare che tale “deviazione nazionale” (normalmente in Europa non vi sono problemi a caricare scooter da una presa domestica anche in area pubblica) ha destato qualche perplessità e dubbio interpretativo (si veda a tal proposito l’articolo del compianto prof. Carrescia “Problemi Spinosi. La regola dell’arte oltre i limiti nazionali” comparso sul numero di febbraio 2014 di TNE). In effetti, non si capisce come mai possa essere installata una presa comune a disposizione del pubblico per alimentare un camper, un laptop o un tablet ma non uno scooter progettato e costruito apposta per caricare così. L’interpretazione drastica della norma italiana secondo la quale sarebbe vietato installare qualunque presa “free” in aree aperte al pubblico, perché potrebbe essere utilizzata per caricare un veicolo, si scontra con la realtà dei fatti e con il buon senso! Va detto, però, che la non accessibilità ai terzi fa riferimento alla vecchia edizione della norma CEI EN 61851-1 del 2012 ormai ritirata (anche se continua ad essere richiamata e citata). La norma attuale (CEI EN IEC 61851-1 edizione 2019) è un po’ meno rigida: semplicemente il modo di ricarica 1 (e 2) è proibito in “aree pubbliche”, lasciando un po’ di libertà di interpretazione per le aree private aperte al pubblico (quali sono per esempio un’autorimessa, il parcheggio di un albergo, le parti comuni di un condominio) ove è frequente la presenza di prese per applicazioni generiche.


Spina Schuko ingenuamente inserita in una presa tipo 3A: mancando il contatto pilota la presa non è energizzata

Spina Schuko ingenuamente inserita in una presa tipo 3A: mancando il contatto pilota la presa non è energizzata


La soluzione più in voga per la ricarica dalle colonnine pubbliche di questi veicoli è il solito adattatore o cavo adattatore, autocostruito (ci sono molte informazioni in rete) o facilmente reperibile dai rivenditori specializzati, ma anche questo non è ammesso dalla norma (però si fa ugualmente). Un’altra soluzione è la trasformazione del veicolo, da modo 1 a modo 3, sostituendo la spina originale con una spina tipo 3A così come spiegato in tanti siti specializzati. Va però ricordato che la mera sostituzione della spina con l’aggiunta della serie diodo e resistenza 820 Ω nella spina 3A stessa (tra terra e contatto pilota), “funziona” in quanto “inganna” la stazione di ricarica ma non realizza un vero modo 3 perché nessun cavo pilota raggiunge il veicolo (tanto nessuno ci fa caso). Sorvoliamo anche sul fatto che la sostituzione della spina potrebbe minare la validità della garanzia.

Tra i veicoli che caricano solo con spina Schuko di recente è uscita la Citroën AMI che sembra destinata ad un discreto successo anche in Italia (al momento pare che Citroën non preveda alcuna soluzione ad hoc per il mercato italiano, a differenza del Renault Twizy). Per la ricarica pubblica da una presa tipo 2 è disponibile sul mercato europeo un adattatore monoblocco semiufficiale (per altro abbastanza costoso); in alternativa ci sono in commercio innumerevoli altri adattatori o cavi adattatori da presa tipo 2 o da presa tipo 3A (l’uso dell’una o dell’altra presa è indifferente ma, quando disponibile, è preferibile usare la tipo 3A per non occupare inutilmente una tipo 2 utile alle automobili: per non sbagliare bisognerebbe circolare con entrambi gli adattatori al seguito).


Citroën AMI in carica da una presa tipo 2 tramite adattatore

Citroën AMI in carica da una presa tipo 2 tramite adattatore


I più intransigenti affermano che questo veicolo in Italia non si può caricare se non a casa propria, perché né adattatori né la presa Schuko sono permessi (si trova scritto così su alcuni siti). Oltre ai soliti adattatori, però, alcuni hanno escogitato una soluzione ad hoc per la AMI con una interpretazione molto elastica della norma. Si tratta di una prolunga-adattatore, anche questa reperibile già fatta in rete, con spina tipo 3A e presa volante Schuko. Il gruppo presa spina Schuko viene lasciato chiuso a chiave dentro al vano del montante della portiera che normalmente contiene la spina, il cavo della prolunga fuoriesce attraverso l’apposito foro guida nell’incavo della maniglia. All’esterno la ricarica “appare” modo 3 e nessun connettore modo 1 è a vista (non c’è il rischio di lasciare esposta una presa 230 V in tensione). Chiaro che questa interpretazione è molto discutibile (nessun cavo pilota raggiunge il veicolo e lo stesso manuale di uso e manutenzione esclude prolunghe e adattatori), tuttavia, in qualche modo bisogna trovare una soluzione ragionevole che permetta di caricare dalle colonnine pubbliche, e questa sembra trovare il favore dei proprietari della AMI in quanto non richiede alcuna modifica del veicolo. La stessa soluzione si può adottare per tutti i veicoli che permettono di "nascondere" una presa volante (per esempio, sotto il sellino di uno scooter).


Gruppo presa–spina Schuko da lasciare chiuso a chiave nel veicolo ( https://andreagaleazzi.com/Citroën-ami-prezzo-tecnologia-pregi-difetti-test-drive/ )

Gruppo presa–spina Schuko da lasciare chiuso a chiave nel veicolo ( https://andreagaleazzi.com/Citroën-ami-prezzo-tecnologia-pregi-difetti-test-drive/ )

Ricarica delle biciclette elettriche (eBike) e dei veicoli simili

Il grande successo che sta avendo questa tipologia di veicoli è evidente a tutti. Se per molti utilizzatori la ricarica casalinga è sufficiente, tanto più che le batterie si possono staccare e portare a casa, vi è ugualmente una crescente richiesta di ricarica pubblica per le eBike private soprattutto nelle aree turistiche (non trattiamo i sistemi di bike sharing che utilizzano sistemi specifici).

Le bici elettriche, ovvero le loro batterie, si caricano in corrente continua a bassissima tensione di sicurezza (≤ 120 V) con caricabatteria esterno, portatile o fisso. Non solo le bici elettriche ma anche alcuni scooter e quadricicli caricano in modo simile, con caricabatteria esterno oppure asportabile dal veicolo. Ebbene, questa modalità di ricarica, per quanto diffusa, non rientra nelle categorie modo 1, modo 2, modo 3 e modo 4 definite nella CEI EN IEC 61851-1. Infatti, non si tratta evidentemente di modo 1, 2 o 3 (ricarica in corrente alternata) in quanto il veicolo non è collegato direttamente alla corrente alternata e non ha caricabatteria a bordo. Non è neanche modo 4 (ricarica in corrente continua) in quanto i sistemi di ricarica a bassissima tensione di sicurezza sono esplicitamente esclusi dal campo di applicazione della IEC 61851-1 e il modo 4, ai fini della sicurezza, richiede il collegamento a terra durante la ricarica (collegamento di terra che non c’è per le biciclette elettriche, oppure c’è ma non è rilevante ai fini della protezione dai contatti indiretti). Se non è modo 1, 2, 3 o 4, la ricarica delle eBike si può assimilare all’alimentazione di un qualsiasi apparecchio con alimentatore esterno a bassissima tensione, quale un laptop, e si applicano le norme generali (per esempio, grado IP idoneo della presa). Di ciò ci dà conferma anche la norma impianti CEI 64-8 nella sezione 722 dedicata alla ricarica dei veicoli, che precisa che le biciclette elettriche e i corrispondenti modi di ricarica non sono contemplati né dalla sezione 722 stessa né dalla CEI EN IEC 61851-1.

Ad oggi, il connettore a bassissima tensione continua tra caricabatteria e veicolo, oppure tra caricabatteria e batteria, non è standardizzato. Ogni costruttore o gruppo di costruttori ha il proprio sistema proprietario, a volte con segnali di comunicazione e controllo, e i tentativi di standardizzazione non hanno ancora avuto successo. Di conseguenza, il sistema di ricarica più diffuso per caricare le eBike è una semplice presa Schuko, o UNEL che dir si voglia, alla quale ogni utente si collega con il proprio caricabatteria a spina (spina Schuko o Europlug) da portare con sé. In effetti, anche in Italia, stanno comparendo infrastrutture di ricarica pubblica per eBike costituite da prese comuni. Le stesse prese, posizionate presso parchi o pubblici esercizi, a volte possono essere utilizzate dagli utenti anche per alimentare dispositivi elettronici quali tablet o telefoni cellulari.


Le prese destinate a questa applicazione, non sono necessariamente le stesse identiche prese che si installano in casa o in giardino. L’industria ha sviluppato soluzioni particolari che variano dal coperchio antiestrazione interbloccato, all’energizzazione della presa solo a spina inserita, alla presa posta all'interno di un vano con portello ove può essere chiuso anche il caricabatteria personale o la batteria, all'attivazione condizionata della presa tramite card, app o altro.


Stazioni di ricarica per eBike dotate di prese Unel con coperchio antiestrazione ( Scame )

Stazioni di ricarica per eBike dotate di prese Unel con coperchio antiestrazione ( Scame )


E-Lounge: panchina con prese Schuko e USB per la ricarica di biciclette elettriche e dispositivi elettronici ( Repower )

E-Lounge: panchina con prese Schuko e USB per la ricarica di biciclette elettriche e dispositivi elettronici ( Repower )


Ciclostazione con presa Schuko e vano interbloccato per contenere l’alimentatore ( Ecospazio )

Ciclostazione con presa Schuko e vano interbloccato per contenere l’alimentatore ( Ecospazio )


Ciò non parrebbe proibito in quanto la normativa nazionale proibisce il "modo 1" in area pubblica, non la presa Schuko in quanto tale. La situazione è un po’ paradossale perché in Italia la medesima presa può essere utilizzata a prescindere dalla potenza per caricare un veicolo con caricabatteria esterno (eBike) ma non un veicolo con caricabatteria a bordo (modo 1), ma così è (forse una distinzione basata sulla potenza sarebbe stata preferibile). In sostanza, pare accettato - anche in area pubblica - installare prese Schuko adeguatamente protette purché siano destinate alla ricarica delle eBike e veicoli simili (o del telefonino, o del computer, ecc). Ovviamente ci si chiede chi mai potrà materialmente impedire, ed eventualmente sanzionare, l'utente che trovando per strada una stazione di ricarica dotata di prese Schuko pensate per le eBike dovesse inserire la spina, per esempio, della sua Citroën AMI.

L’altra soluzione in uso sono le stazioni per bici elettriche con caricabatteria incorporato e uscite in corrente continua a bassissima tensione con appositi connettori. Tuttavia, questa tipologia di struttura è scoraggiata dalla mancanza di un connettore standardizzato almeno a livello Europeo. Diversi sono i connettori proprietari in uso (solo in minima parte inseriti nelle norme IEC 62196-6 e la IEC TS 62196-4), alcuni dotati anche di contatti di controllo; tuttavia ad oggi nessuno di essi è prevalente sul mercato europeo dei veicoli elettrici leggeri. Alcuni operatori propongono strutture dotate di alcuni dei principali connettori proprietari utilizzati per le eBike (Bosch, Shimano, Yamaha, Brose, Haibike, Husqvarna, EvoBike…) per coprirne una buona parte.


Stazione di ricarica per eBike con prese Schuko e alcuni connettori in corrente continua ( Comune di Cogne )

Stazione di ricarica per eBike con prese Schuko e alcuni connettori in corrente continua ( Comune di Cogne )

Altri operatori invece propongono stazioni per eBike con caricabatterie integrato e un unico tipo di connettore master al quale l'utente si potrà collegare dopo essersi procurato un apposito cavo adattatore idoneo per la propria bicicletta (il cavo tramite opportuni contatti di controllo garantisce la corretta compatibilità di tensione).


Stazione di ricarica per eBike in corrente continua da impiegarsi con appositi cavi adattatori disponibili per le eBike più comuni ( Bikef )

Stazione di ricarica per eBike in corrente continua da impiegarsi con appositi cavi adattatori disponibili per le eBike più comuni ( Bikef )

Uno dei connettori utilizzati sulle stazioni di ricarica per eBike, soprattutto in Germania, è il connettore RoPD® (Rosenberger Power Data Connectors) ad aggancio magnetico, con contatti di segnale e di potenza (sino a 60 V/40 A).

Connettori RoPD ( Rosenberg )

Connettori RoPD ( Rosenberg )


Tale tipo di connettore era inizialmente proposto dall'associazione EnergyBus che si prefiggeva proprio la creazione di uno standard unico per la ricarica di eBike, sedie a rotelle, droni e simili. EnergyBus attualmente promuove una nuova serie di connettori dotati di interblocco con funzione antifurto e idonei sino a 120 V/60 A.


Connettori EnergyBus

Connettori EnergyBus


Tuttavia, ad oggi, nessuna di queste soluzioni sembra prevalere sul mercato delle stazioni di ricarica per eBike e la normale presa Schuko, nonostante la necessità di portarsi dietro il proprio caricabatteria portatile, è ancora la soluzione più diffusa per la ricarica pubblica delle eBike private grazie alla sua universalità e semplicità.

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Commenti e note

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di ,

Ringrazio iosolo35 e admin per l'apprezzamento. Nel frattempo ho fatto qualche piccola integrazione.

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di ,

Sempre accurato e dettagliato. Una preziosa fonte di informazione professionale. Grazie 6367 per i tuoi eccellenti contributi ad EY e per la tua partecipazione costante iniziata agli albori di questa nostra piccola comunità.

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di ,

Monto interessante, grazie

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