La ricarica veloce dei veicoli elettrici.

Per i veicoli elettrici, unico dei fattori che determinano l'estensione dell'autonomia è sicuramente, oltre che le batterie, la possibilità di ricaricare velocemente la batteria.


Essa dipende innanzitutto dalla potenza di ricarica massima (poi spiegherò perchè massima) che attualmente si stima in 43 kw in AC e 50-120 kw DC. In AC solo poche auto possono caricare con quella potenza poichè vi è la presenza di un caricatore interno più potente, come la Renault Zoe, e sfrutta la presa tipo 2.
In DC la ricarica è possibile solo con un connettore secondario che può essere di due standard Chademo e Combo CCS che possono operare fino a 100 Kw. Un terzo connettore che consente di caricare in DC è la presa simil Tipo 2 che usa la Tesla per caricare sia dalla classica rete AC che dalla sua rete supercharger in DC con potenze fino a 120 Kw.
Ma come funziona la ricarica veloce?

Tutto parte dalla batteria. Essa utilizza energia elettrica in corrente continua (DC) per poter caricare e scaricare la batteria. La rete elettrica, però, non va in DC ma in corrente alternata AC. Quindi la corrente va convertita in continua tramite un trasformatore AC/DC.
Questa conversione può avvenire internamente all'auto con l'apposito caricatore, collegandosi alla rete elettrica AC, oppure esternamente come accade per la rete DC.
Il caricatore interno in AC è sempre presente anche in presenza della presa DC ma la sua potenza è minore (tra i 3 e 6 kw) tranne nelle tesla che consente di caricare in AC fino a 22 Kw nonostante avendo la possibilità di caricare in DC con i superchargers e l'adattatore chademo.

Il caricatore esterno che esegue la conversione AC / DC è molto più grande, più pesante (circa 400 kg), più complesso e più costoso di un caricabatterie a bordo. Un tipico caricabatterie rapido che è disponibile oggi eroga 50 kw. 
La maggior parte - ma non tutti - i veicoli elettrici hanno un secondo ingresso per collegare il cavo di ricarica veloce. Il cavo di ricarica veloce è fissato al caricabatterie veloce in quanto ha bisogno di gestire le elevate correnti. L'ingresso utilizzato per la ricarica veloce è collegato direttamente alla batteria in modo che bypassa completamente il caricabatterie a bordo.
Dal momento che il caricabatterie attuale si trova al di fuori del veicolo, l'elettronica di bordo della vettura (il Battery Management System o BMS) e il caricatore rapido comunicano tra loro. Il BMS determina le velocità di carica sulla base di diversi parametri (come voltaggio, amperaggio, temperatura della batteria, stato di carica "SOC" e numero di ricariche precedenti) e il caricatore veloce regola la velocità di carica di conseguenza.

Cosa influenza la Ricarica Veloce?
Capacità batteria. In generale, un pacco batteria più grande può essere caricata più velocemente.
Così una Tesla Model S , con una grande batteria 90 kWh può essere caricata più veloce di un BMW i3 con una batteria di 21 kWh.

Stato di carica (SOC). Quando la batteria è quasi completamente carica la velocità di carica scende per evitare che le batterie si surriscaldino. In genere al 80-90 % del SoC la velocità scende e la carica rallenterà ulteriormente più vicino al 100 % SoC. Questo è il motivo per cui la ricarica veloce è più efficace tra lo 0 % e il 80-90 % SoC.

La temperatura della batteria. Gli accumulatori funzionano nel modo più efficace tra i 20 - 25 gradi Celsius ( 68 - 77 gradi Fahrenheit), anche se tutti dipendono dalla chimica di cui è composta la batteria. Quando la temperatura della batteria è troppo bassa o troppo alta, il BMS riduce la corrente richiesta per proteggere la salute delle batterie . Se la batteria è dotata di un sistema di riscaldamento o raffreddamento, il BMS attiverà questo sistema per controllare la temperatura della cella. Si noti che la temperatura della batteria non è influenzata solo dalla temperatura esterna , ma anche dallo stile di guida e la potenza di ricarica.

Potenza del caricatore rapido. Ci possono essere diversi motivi per cui un caricabatterie veloce non è in grado di fornire piena potenza. Ad esempio il collegamento alla rete potrebbe non essere sufficiente per il caricatore per funzionare a piena potenza. O il caricabatterie veloce ha bisogno di condividere la connessione di rete disponibile con altri caricatori presenti sulla stessa rete. In tal caso i caricatori comunicano tra loro per garantire che la potenza totale utilizzata non superi la potenza disponibile di contratto fornita dal gestore elettrico.

Infine, i veicoli elettrici condividono molte somiglianze quando si tratta di fattori che influenzano la velocità di carica, ma l'impatto esatto di ciascun fattore è diverso. Ad esempio la Nissan Leaf da 30 kwh carica al 90 % nello stesso tempo della versione da 24 kw pur caricando più corrente rispetto alla versione da 24 kwh. Inoltre la BMW i3, le Tesla e le Renault possono attivamente riscaldare e raffreddare la batteria in base ai dati che ricevono dal BMS.