AS_407_2018

Automazione e Strumentazione Ottobre 2018 AUTOMOTIVE applicazioni 67 I pro e i contro dei veicoli elettrici Il vantaggio principale dei veicoli elettrici è il fatto di essere ad emissioni zero . La loro impronta di carbonio è minima e correlata all’e- nergia utilizzata nella ricarica dalla rete elet- trica , che potrebbe utilizzare combustibili a base di carbonio, pur rimanendo molto più effi- ciente rispetto a un veicolo alimentato a benzina o gasolio. Inoltre, i veicoli elettrici sono silen- ziosi e veloci . Grazie ai potenti motori trifase quadripolari a induzione in CA o ai motori elet- trici sincroni in CA a magneti permanenti, essi offrono una coppia ai bassi regimi e un’acce- lerazione eccezionali . Queste caratteristiche sono invitanti e attirano gli acquirenti, ma gli svantaggi sono ciò che ha mantenuto le vendite annuali di veicoli elettrici al di sotto dell’1%. I lati negativi dei veicoli elettrici includono pro- blematiche di prezzo, autonomia e ricarica delle batterie . I prezzi sono ancora alti a causa dell’elevato costo delle batterie e dei ridotti volumi di produzione. L’autonomia è uno dei limiti maggiori a causa della capacità della bat- teria. I primi veicoli elettrici avevano un’autono- mia di soli 80 - 160 km con una carica completa della batteria. Oggi, le nuove batterie hanno migliorato l’autonomia fino a oltre 300 km con una carica completa , che può andare bene per il pendolarismo locale e per brevi commis- sioni, ma risulta insufficiente per viaggi a lungo raggio e viaggi di routine in aree rurali, perché la gente teme di rimanere senza energia e senza stazioni di ricarica nelle vicinanze. La mancanza di sufficienti stazioni di ricarica è un ulteriore svantaggio. L’autonomia non sarebbe un problema particolare, se fossero disponibili stazioni di ricarica più ravvicinate. Mentre il numero di punti di ricarica è in gra- duale aumento (il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti stima che vi siano poco più di 16.000 stazioni di ricarica negli Stati Uniti, [1] ), è necessaria una rete nazionale più ampia per competere con le centinaia di migliaia di distri- butori di carburante. A ciò si aggiunge la limitazione dei lunghi tempi di ricarica . Sono necessarie da 8 a 17 ore per una ricarica completa da zero quando si carica da una presa di corrente domestica o da una stazione di ricarica pubblica . Le ricari- che parziali richiedono solo alcune ore, eppure rimane un lasso di tempo irragionevole per con- sumatori abituati a rifornire di benzina le loro automobili in pochi minuti. Per fortuna, i nuovi progetti di riferimento per semiconduttori stanno aiutando i produttori a realizzare stazioni di ricarica che offrono tempi di ricarica più brevi che mai . Panoramica dei sistemi di ricarica Le unità di ricarica della batteria per veicoli elettrici sono note anche con il termine EVSE (Electric Vehicle Service Equipment). Ne esi- stono tre tipi, come mostrato nella Figura 1. I livelli 1 e 2 , come stabilito dallo standard Society of Automotive Engineers (SAE), forniscono energia al caricabatterie a bordo del veicolo. Il livello 3 utilizza uno stadio di conversione dell’alimentazione integrato in un caricabatterie esterno e bypassa il caricabatte- rie a bordo del veicolo elettrico. Un progetto EVSE di livello 1 utilizza la rete di alimenta- zione a 120 Vca comunemente disponibile e assorbe fra 12 e 16 A di corrente. Sono neces- sarie da 12 a 17 ore per caricare completa- mente una batteria da 24 kWh. L’EVSE al livello 2 utilizza un servizio standard Figura 1 - Organizzazione dei livelli EVSE 1, 2 e 3