Le colonnine temono il freddo?
L’inizio della stagione invernale e il conseguente abbassamento delle temperature possono impattare sulle prestazioni delle batterie e delle stazioni di ricarica. Ecco una panoramica su cause, criticità e soluzioni che i produttori mettono in campo per garantire autonomia e performance anche in condizioni estreme
di Federica Musto
Anche se l’inverno 2024 tarda ad arrivare, con picchi di 18°C registrati all’inizio di novembre nel Nord Italia, i dubbi sul rapporto tra mobilità elettrica e basse temperature restano attuali. Come influisce il freddo sui veicoli elettrici, sull’efficienza e sui consumi? E sulle stazioni di ricarica? Negli ultimi anni, numerosi articoli hanno analizzato l’impatto del freddo estremo sulle batterie al litio, in particolare dopo le anomalie climatiche che hanno colpito il Nord Europa e il Nord America tra fine 2023 e inizio 2024, creando disagi agli utenti meno esperti. Ma cosa succede alle infrastrutture di ricarica quando le temperature scendono sotto lo zero? È importante sapere che anche le colonnine di ricarica hanno un range operativo, di solito tra -25/-30°C e +50°C. Al di fuori di questo range, le prestazioni possono diminuire, causando disfunzionamenti. Un problema comune è la riduzione della potenza erogata dai caricabatterie, che allunga i tempi di ricarica.
Ad esempio, se in condizioni normali un veicolo con batteria da 75 kWh si ricarica dal 20% all’80% in circa 18 minuti con una colonnina da 150 kW, a temperature inferiori ai -20°C la potenza può scendere a 75 kW, raddoppiando il tempo di ricarica a circa 36 minuti. Questo rallentamento è dovuto al fatto che il freddo influisce sui processi chimici delle batterie, che assorbono energia più lentamente. Inoltre, il sistema di gestione termica del veicolo può limitare la velocità di ricarica per proteggere la batteria. Dunque, il motivo più comune di abbassamento delle potenze di ricarica quando le temperature scendono non è dato direttamente dall’infrastruttura di ricarica quanto dal BMS del veicolo che richiede l’erogazione di potenze più basse. Tuttavia, quando le temperature scendono sotto livelli critici, gli effetti sulle componenti della stazione di ricarica possono compromettere ulteriormente l’efficienza.
Struttura di una stazione di ricarica
In primo luogo è importante esaminare gli elementi chiave di una stazione di ricarica, in particolare quelle ad alta potenza che sono più sensibili alle temperature estreme. Il cuore della stazione è l’unità di potenza, che converte l’energia elettrica dalla rete (AC) in corrente continua (DC) per ricaricare le batterie dei veicoli. Queste unità possono erogare potenze tra 50 kW e 350 kW, e la loro efficienza può essere influenzata dal freddo, compromettendo la velocità di ricarica. Il processo di conversione genera calore, quindi le stazioni HPC sono dotate di sistemi di raffreddamento, spesso a liquido, che devono funzionare anche a basse temperature, evitando la congelazione del liquido e mantenendo l’unità a temperature operative sicure.
Ogni colonnina dispone di un pannello di controllo per avviare la ricarica, monitorare lo stato e gestire le transazioni; questi sistemi devono garantire leggibilità e reattività anche a basse temperature. I cavi di ricarica e i connettori, poi, devono supportare correnti elevate e resistere agli agenti atmosferici e devono essere realizzati con materiali di qualità resistenti al gelo per evitare rigidità o crepe. Inoltre, è fondamentale che anche l’area di accesso alla rete elettrica rispetti parametri adeguati per mantenere la stazione operativa e sicura. Il punto di connessione potrebbe richiedere trasformatori o dispositivi di gestione della rete per garantire un’alimentazione sufficiente e stabile, evitando sovraccarichi durante i periodi di stress. Infine, l’area deve essere equipaggiata con sistemi di sicurezza, tra cui dispositivi di protezione da sovraccarico, cortocircuito e guasti a terra, cruciali in condizioni di freddo, dove l’umidità può compromettere l’isolamento.
A questo link l’articolo completo su E-Ricarica di dicembre
