Alla scoperta delle Wallbox, le centraline smart da installare in garage, nel cortile privato oppure in quello condominiale per la ricarica dei veicoli elettrici (in gergo “BEV”) e ibridi plug-in (PHEV). Vi spieghiamo come sono fatte, come funzionano, con quali impianti elettrici sono compatibili, quanta potenza richiedono e come si installano.
Il processo di elettrificazione dei mezzi di trasporto sta procedendo lentamente ma inesorabilmente, guadagnando punti percentuali mese dopo mese.
Secondo il white paper “La mobilità sostenibile e i veicoli elettrici” di Repower, dopo un 2022 complicato per il settore automotive (-9,7% di immatricolazioni rispetto al 2021) il 2023 ha visto il mercato italiano dell’auto segnare un +18,87% con 1.572.144 immatricolazioni.
In questo contesto, i segnali per il mercato full electric in Italia sono positivi con 66.276 nuove immatricolazioni di auto elettriche pure (BEV) per un balzo del 35,11% (4,2% rispetto al totale).
In Europa la situazione è decisamente migliore con un market share di tutti i veicoli BEV che ha raggiunto il 14,6% ma l’interesse degli italiani verso la mobilità elettrica è in costante crescita e pronto ad esplodere nel giro di breve tempo.
Tra i vari dubbi che attanagliano i potenziali acquirenti di vetture elettriche quello principale è la modalità di ricarica, sia in viaggio che a casa.
Per quanto riguarda la rete di infrastruttura di ricarica (colonnine) l’Italia sconta ancora un ritardo rispetto ai partner europei ma vive un trend positivo (+38% rispetto al 2022) con oltre 50 mila punti di ricarica sparsi sul territorio secondo i dati Motus-E di fine 2023.
La maggior parte dei possessori di auto elettriche in Italia fanno il pieno di energia direttamente nel proprio garage utilizzando oltre 400 mila punti di ricarica ma le informazioni che circolano su questo argomento sono spesso errate e fuorvianti per chi vorrebbe passare dall’auto endotermica a quella elettrica o ibrida ma non ha ancora le idee chiare su come ricaricarla a casa.
Ecco perché abbiamo deciso di proporvi un articolo-guida di approfondimento sulla ricarica delle vetture elettriche di tipo BEV (full electric come le Tesla) e PHEV (ibride plug-in), spiegando in modo semplice quali sono le opzioni di ricarica (AC, DC, modalità, ecc.), le tipologie di connettore (pistola e presa), le normative in vigore, ecc.
Ci soffermeremo in particolare sulle centraline chiamate “Wallbox” che servono a ricaricare le vetture elettriche direttamente nel garage o nel cortile di casa, in modo sicuro ed efficiente.
Wallbox: cos’è, come funziona
La Wallbox (in italiano: scatola da parete) è una centralina elettrica ed elettronica come questa, a volte anche connessa a internet e di tipo smart, che funge da stazione di ricarica domestica dei veicoli elettrici o ibridi “alla spina”.
È disponibile in vari formati e dimensioni a partire da soli 15x20x10 cm (meno di un foglio A4), si può fissare a parete oppure appoggiare al pavimento di garage, tettoie e cortili, in ambienti chiusi oppure all’aperto.
Si alimenta dalla rete elettrica domestica a corrente alternata di tipo monofase (220Vac) oppure trifase (380Vac) e funge da caricabatteria per i veicoli EV/PHEV regolando sia la tensione che l’afflusso di corrente per ottimizzare il processo di carica delle batterie così da farle durare più a lungo.
Potenza supportata e tempi di ricarica domestica
La maggior parte delle Wallbox supporta una potenza massima di 7,4 kW a 220Vac (monofase) e 22 kW a 380Vac (trifase) perfettamente idonea alle specifiche di ricarica di molte vetture BEV e PHEV delle gamme Fiat, Ford, Tesla, VW, ecc.
I tempi di ricarica variano tra 5 e 15 ore a seconda della tipologia di impianto elettrico (mono o trifase), della potenza contrattuale (3,5 kW, 6 kW, ecc.), delle specifiche tecniche della Wallbox e della capacità del pacco batterie della vettura.
Per comprendere meglio il funzionamento e i vantaggi delle Wallbox è necessario fissare alcuni concetti base sulle modalità di ricarica dei veicoli elettrici.
Ricarica AC e DC: vediamoci chiaro
Le batterie dei veicoli elettrici supportano due diverse tipologie di ricarica: a corrente alternata (AC) e a corrente continua (DC).
Per la ricarica AC si utilizzano le tradizionali prese di corrente (es.: Schuko), le Wallbox e le mini-colonnine installate nei luoghi privati o condominiali che erogano una tensione compresa tra 230 e 400 volt con una potenza fino a 22 kW utilizzando un connettore chiamato “pistola tipo 2” (vedi paragrafo dedicato sotto).
La modalità AC di tipo 1 prevede il collegamento diretto del veicolo alla presa elettrica domestica senza particolari sistemi di sicurezza e controllo dell’energia inviata alle batterie e prelevata dalla rete elettrica domestica.
È indicata principalmente per la ricarica di bici elettriche e scooter con batterie a bassa capacità e consentita solo in ambito privato (no aree pubbliche).
La ricarica in AC di tipo 2 prevede un modulo elettronico di protezione e controllo integrato nel cavo di alimentazione che si trova solitamente nei caricabatterie portatili forniti dai produttori dei veicoli elettrici oppure acquistati aftermarket come questo o questo. Anche in questo caso si utilizza una presa elettrica domestica o industriale fino a 32 ampere (mono o trifase fino a 22 kW).
La modalità di ricarica in AC di tipo 3 prevede che la ricarica del veicolo avvenga attraverso un sistema di alimentazione collegato permanentemente alla rete elettrica e dotato dell’elettronica di controllo dell’energia prelevata e inviata (es.: Wallbox – mono o trifase fino a 22 kW).
È obbligatoria per gli ambienti pubblici, richiede connettori specifici (vedi sotto) e supporta sia la ricarica lenta (16 ampere a 230 volt) sia quella rapida (fino a 32 ampere a 400 volt).
La ricarica DC utilizza una tensione in corrente continua compresa tra 480 e 1000 volt ed una potenza fino a 350 kW disponibili unicamente presso le colonnine della rete di infrastruttura presenti in parcheggi, aree di servizio, ecc. Utilizza una sola modalità di ricarica (modo 4) con connettore di tipo CCS Combo 2 (vedi sotto).
Pistole e prese di ricarica
In base al tipo e alla modalità di ricarica (AC/DC) si utilizzano differenti spinotti e prese per trasferire l’energia elettrica dal punto di alimentazione (presa domestica, Wallbox, colonnina, ecc.) alla vettura.
La pistola Tipo 2 è un tipo di connettore europeo presente sul dispositivo che eroga l’energia elettrica per la ricarica AC. È dotato di terminali femmina Proximity Pilot per l’identificazione della potenza massima del cavo e Control Pilot per la comunicazione tra il veicolo e la colonnina mediante un segnale PWM.
La pistola CCS Combo 2 è lo standard europeo per la ricarica DC dalla colonnina e mantiene la parte superiore della pistola Tipo 2 (terminali femmina Proximity Pilot, Control Pilot e terra) senza i conduttori delle tre fasi AC. Nella ricarica DC i terminali PP/CP vengono utilizzati in una comunicazione simile al CAN-bus.
Il connettore di genere maschio presente sulla vettura varia in base al tipo e alla modalità supportata. Di norma viene impiegata la presa CCS Combo 2 di tipo completo per consentire sia la ricarica lenta AC (con pistola Tipo 2) sia quella rapida DC (con pistola CCS Combo 2).
Perché è importante usare la Wallbox
Come anticipato sopra, la ricarica domestica in corrente alternata si può effettuare con il caricabatterie portatile in dotazione/aftermarket (ricarica di tipo 2): basta solo collegare la spina del modulo di ricarica ad una presa di corrente ed il gioco è fatto.
Si tratta di una soluzione semplice ed economica perché non richiede centraline aggiuntive esterne e cablaggi. Tuttavia comporta alcune limitazioni che la rendono poco pratica nell’uso quotidiano e stanziale, ad esempio nel garage, nel posto auto oppure nel cortile privato dove si parcheggia solitamente la vettura.
Anche se la modalità di ricarica 2 prevede comunque un modulo di protezione e controllo del processo di carica, i suoi circuiti elettronici non possono sapere in tempo reale quanta potenza elettrica hanno a disposizione in base al contratto stipulato con il fornitore e ai consumi degli altri apparecchi elettrici domestici attivi in quel momento.
A tal riguardo la Wallbox è una soluzione più intelligente, confortevole e sicura perché capace di monitorare costantemente i consumi energetici a valle del contatore e ottimizzare il processo di ricarica, prelevando più energia quando gli apparecchi elettrici di casa sono spenti (ad esempio di notte) e meno quando sono accesi (tipicamente di giorno).
Inoltre evita i black-out accidentali in caso di superamento della potenza disponibile preservando la salute dei dispositivi elettronici di casa più a rischio come PC, sistemi di videosorveglianza e domotica. Può essere gestita e monitorata da locale tramite display ed anche da remoto tramite PC e smartphone per conoscere in tempo reale lo stato di funzionamento, la cronologia di utilizzo, attivare o disattivare la ricarica anche lontano da casa, ecc.
L’elettronica di controllo presente nella Wallbox è molto più sofisticata rispetto a quella dei caricabatterie portatili e gioca un ruolo importante nella sicurezza delle persone, degli ambienti (come il garage) e soprattutto del prezioso pacco batterie installato nei veicoli BEV e PHEV.
La Wallbox è anche molto più pratica grazie al cavo di ricarica avvolgibile pronto all’uso, facile da utilizzare e spesso interfacciabile all’impianto fotovoltaico per ottimizzare e ridurre i costi di ricarica.
Requisiti e normative per l’installazione
La Wallbox deve essere installata da personale qualificato rispettando le norme CEI di prodotto, impianti e attività.
Per l’installazione in edifici residenziali privati è sufficiente rivolgersi ad un qualsiasi elettricista abilitato D.M. 37/08 che verificherà la tipologia e lo stato dell’impianto elettrico e proporrà la soluzione più adatta tenendo conto delle esigenze del cliente, del tipo di impianto elettrico e di vettura da ricaricare.
La Norma CEI 64-8/7 – sezione 722 – richiede la presenza di un circuito dedicato con apposito sezionatore e protezione differenziale di tipo A o B con corrente differenziale nominale di intervento non superiore a 30 mA. Se la Wallbox viene installata in luoghi esterni è richiesto un grado di protezione uguale o superiore a IP44.
