Ricarica rapida in corrente continua (DC)

La ricarica rapida in corrente continua è il metodo che consente di rabboccare velocemente i veicoli elettrici, erogando corrente continua ad alta potenza direttamente alla batteria per soste brevi nei viaggi più lunghi. La sua caratteristica distintiva è il punto in cui avviene la conversione da corrente alternata a corrente continua. Una batteria accumula e utilizza corrente continua, ma la rete elettrica fornisce corrente alternata, per cui una conversione è sempre necessaria da qualche parte. Nella più lenta ricarica in corrente alternata questa conversione avviene all'interno del caricatore di bordo dell'auto, relativamente piccolo, che funge da collo di bottiglia. La ricarica rapida in corrente continua sposta la conversione all'interno delle grandi e potenti apparecchiature della stazione di ricarica, così che il connettore possa immettere corrente continua direttamente nella batteria, scavalcando del tutto il caricatore di bordo.

Poiché l'elettronica di potenza, ingombrante e costosa, risiede nell'unità su strada anziché nel veicolo, i caricatori in corrente continua possono gestire una potenza di gran lunga superiore a quella di qualsiasi caricatore di bordo praticabile. Le colonnine pubbliche di ricarica rapida spaziano in genere da circa 50 kilowatt all'estremità inferiore fino a 350 kilowatt sulle più recenti reti ad alta potenza, contro i pochi kilowatt o i valori a doppia cifra contenuti tipici della ricarica domestica in corrente alternata. Il caricatore e l'auto comunicano di continuo durante tutta la sessione: il sistema di gestione della batteria detta quanta corrente può accettare in sicurezza e il caricatore modula la propria erogazione di conseguenza, mentre i sistemi di raffreddamento su entrambi i lati gestiscono il calore considerevole che si genera.

La conseguenza pratica è che la ricarica rapida in corrente continua rende fattibili i viaggi elettrici a lungo raggio. Un'auto capace collegata a un caricatore adeguato può recuperare grosso modo dai 100 ai 300 chilometri di autonomia in una sosta di 15-30 minuti, all'incirca la durata di un caffè o di una pausa. Questo trasforma il ritmo di un viaggio lungo: dalla ricarica notturna a una serie di brevi pause programmate, ed è la ragione per cui l'infrastruttura di ricarica rapida lungo le autostrade è così centrale per la diffusione delle auto elettriche.

Vi sono alcune importanti avvertenze. La piena potenza è disponibile solo per una parte della sessione, perché il ritmo cala man mano che la batteria si riempie, seguendo la curva di ricarica, per cui caricare oltre circa l'80 per cento diventa progressivamente più lento e in viaggio viene di norma evitato. Le batterie fredde si ricaricano molto più lentamente se non precondizionate, e la velocità è sempre vincolata dal componente più debole tra caricatore e auto. Affidarsi spesso alla ricarica in corrente continua ad alta potenza può inoltre accelerare il degrado della batteria nel tempo, generando più calore e stress rispetto alla più dolce ricarica in corrente alternata: per questo conviene riservarla ai viaggi anziché ai rabbocchi quotidiani.

La ricarica rapida in corrente continua viene erogata attraverso specifici standard di connettore, principalmente il CCS in Europa e Nord America, accanto al CHAdeMO e al più recente NACS. Si contrappone alla ricarica in corrente alternata per l'uso domestico di routine, e le sue prestazioni reali si comprendono meglio attraverso concetti collegati come la curva di ricarica e la potenza di picco, che insieme spiegano perché l'esperienza a una colonnina rapida vari così tanto da un'auto, da una temperatura della batteria e da uno stato di carica all'altro.