Caricatore di bordo (OBC)

Il caricatore di bordo, o OBC (on-board charger), è l'unità di elettronica di potenza integrata in un'auto elettrica che ha il compito di convertire la corrente alternata prelevata dalla rete nella corrente continua di cui la batteria ha bisogno. Esiste perché le batterie possono essere ricaricate soltanto in corrente continua, mentre l'elettricità fornita da prese domestiche, wallbox e dalla maggior parte delle colonnine pubbliche in alternata è di tipo alternato; qualcosa deve eseguire quella conversione e, ricaricando da una fonte in alternata, quel qualcosa si trova a bordo della vettura. La sua potenza fissa di fatto il tetto massimo alla rapidità con cui l'auto può ricaricare da qualunque alimentazione in alternata.

Dal punto di vista funzionale l'OBC è un raddrizzatore unito a uno stadio di correzione del fattore di potenza e a un convertitore continua-continua. Riceve la corrente alternata in ingresso, la livella e la modella, e fornisce in uscita una tensione e una corrente continue controllate, adeguate alle esigenze della batteria, il tutto sotto la supervisione del sistema di gestione della batteria. Poiché viene trasportato sempre a bordo, deve essere compatto, leggero ed efficiente, ed è raffreddato a liquido o ad aria per smaltire il calore prodotto durante la conversione. L'unità dialoga inoltre con il punto di ricarica per negoziare una corrente sicura.

La potenza del caricatore di bordo è il valore che più conta per chi possiede l'auto, perché limita la massima velocità di ricarica in alternata a prescindere da quanto sia potente il wallbox. Una vettura con OBC monofase da 7,4 kilowatt non assorbirà più di 7,4 kilowatt nemmeno da una colonnina da 11 kilowatt; al contrario, un'unità trifase da 11 kilowatt può raggiungere quel valore solo dove sia disponibile un'alimentazione trifase. Le potenze più comuni sono 7,4 kilowatt, 11 kilowatt e 22 kilowatt, e i valori più alti richiedono l'alimentazione trifase diffusa in buona parte d'Europa ma rara nelle abitazioni britanniche.

La distinzione tra capacità monofase e trifase spiega molte differenze concrete. Nel Regno Unito, dove le case dispongono in genere di elettricità monofase, il limite pratico è di circa 7,4 kilowatt, per cui un OBC più potente non porta alcun beneficio in ambito domestico e conta solo presso le colonnine pubbliche trifase. Scegliere un'auto con unità da 11 o 22 kilowatt ha quindi più senso per chi accede di frequente a punti di ricarica trifase in alternata, dove può all'incirca dimezzare o ridurre a un quarto i tempi di una data ricarica.

Una precisazione cruciale è che il caricatore di bordo viene escluso del tutto durante la ricarica rapida in corrente continua. Una colonnina rapida contiene un proprio raddrizzatore grande e potente e invia la corrente continua direttamente alla batteria attraverso un percorso separato, scavalcando la modesta unità di bordo; è proprio per questo che la ricarica in continua può toccare i 50-350 kilowatt mentre quella in alternata resta limitata alla potenza dell'OBC. Il caricatore di bordo governa dunque la ricarica quotidiana in alternata su cui la maggior parte degli automobilisti fa affidamento di notte e a destinazione, operando insieme alla batteria ad alta tensione, all'hardware di ricarica in alternata e ai caricatori di Livello 2 che formano l'ecosistema di ricarica più lento ma più accessibile di un'elettrica.