Secondo S&P Global Mobility, prevediamo che il numero di veicoli dotati di un'architettura ad alta tensione superiore a 650 V crescerà a un tasso di crescita annuo composto (CAGR) del 16% tra il 2022 e il 2034.

Un punto di vista ricorrente tra la maggior parte degli osservatori del settore della ricarica dei veicoli elettrici (EV) è che la velocità di ricarica e la facilità di accesso alle reti di ricarica saranno tra i fattori più importanti che contribuiranno ad accelerare l’adozione dei veicoli elettrici a livello globale. Secondo il sondaggio S&P Global 2022 E-Mobility Consumer Survey sulla proprietà e sulle intenzioni relative ai veicoli elettrici, rispettivamente quasi il 43% e circa il 40% degli intervistati ha indicato la mancanza di disponibilità di stazioni di ricarica e il tempo necessario per la ricarica tra i motivi principali per non acquistare nuovamente un veicolo elettrico.

Oltre ad ampliare la rete di ricarica, che includerà soluzioni di sostituzione delle batterie e di ricarica wireless, i costruttori automobilistici e i fornitori di servizi di ricarica devono investire massicciamente in tecnologie e infrastrutture in grado di ricaricare i veicoli elettrici a potenze molto più elevate, consentendo ai proprietari di veicoli elettrici di ridurre la pressione sull’infrastruttura di rete e ai clienti di rivendere l’energia alle reti.

Ricarica ad alta potenza

Uno dei principali sviluppi necessari è che i veicoli elettrici siano in grado di ricaricarsi a potenze molto più elevate. Per raggiungere questo obiettivo, i veicoli devono essere dotati di architetture a tensione più elevata in grado di sopportare una ricarica ad alta potenza. Diversi modelli — come la Porsche Taycan, la Kia EV6, la Hyundai IONIQ 5 e la Lucid Air — sono ora dotati di un’architettura del gruppo motopropulsore elettrico a 800 V o superiore. Rispetto alla più comune architettura a 400 V, quella a 800 V offre vantaggi significativi in termini di ricarica più rapida e trasferimento di potenza più efficiente.

Come suggeriscono i nomi dei modelli sopra citati, questa tecnologia è disponibile solo nella fascia alta del mercato. È fondamentale che questa tecnologia si diffonda anche nel mercato di massa affinché possa avere un impatto reale sul settore. Secondo i dati di S&P Global Mobility, il numero di veicoli dotati di un'architettura ad alta tensione superiore a 650 V dovrebbe crescere a un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 16% tra il 2022 e il 2034, raggiungendo i 24,2 milioni di unità. Nel 2022, circa il 3,6% dei veicoli era dotato di architetture con tensione nominale pari o superiore a 650 V. Prevediamo che questa quota salirà a quasi il 40% nel 2034.

Lo standard di ricarica in corrente continua adottato dai veicoli determina in parte la velocità massima di ricarica di un veicolo. Attualmente, esistono quattro principali standard di ricarica in corrente continua utilizzati nei veicoli elettrici: CHAdeMO, CCS, GB/T e lo standard Tesla. Mentre lo standard Tesla è utilizzato principalmente per i modelli Tesla, l’adozione degli altri tre standard dipende in gran parte dalle regioni. Lo standard CHAdeMO è utilizzato principalmente dalle case automobilistiche giapponesi, il CCS è diffuso in Europa e in Nord America, lo standard GB/T è utilizzato nella Cina continentale, mentre lo standard Tesla è utilizzato esclusivamente per i modelli del produttore statunitense di veicoli elettrici.

Ciascuno di questi standard presenta velocità di ricarica massime diverse, che sono in costante aumento. Nel giugno 2018 è stato rilasciato il protocollo CHAdeMO 2.0, che consentiva una ricarica a velocità fino a 400 kW, superiori al limite di 350 kW dello standard CCS. Anche le velocità massime di ricarica supportate dallo standard CCS sono destinate ad aumentare nel prossimo futuro, superando i 500 kW.

Presto è previsto il lancio sul mercato di un altro standard di ricarica, denominato ChaoJi. L’Associazione CHAdeMO e il China Electricity Council (CEC) stanno sviluppando lo standard ChaoJi dal 2018. Il nuovo standard combina i connettori CHAdeMO e GB/T in un unico connettore basato sulla rete CAN (Controller Area Network). Lo standard ChaoJi sarebbe retrocompatibile con gli attuali standard di ricarica rapida CHAdeMO e GB/T. Infatti, ci aspettiamo che ChaoJi sia retrocompatibile con tutti gli standard globali, compreso il CCS. L’Associazione CHAdeMO ha annunciato che lo standard ChaoJi consentirà una ricarica a velocità fino a 900 kW.

Oltre alle tecnologie di ricarica tradizionali, il settore della ricarica sta puntando anche su modalità di ricarica più efficienti e convenienti, quali la ricarica wireless, la sostituzione della batteria e la ricarica bidirezionale. Lo sviluppo di queste tecnologie offre vantaggi che potrebbero rendere più pratico il possesso di un veicolo elettrico.

Ricarica bidirezionale

Un’altra tecnologia che contribuirà ad alleggerire la pressione sull’infrastruttura della rete elettrica è la ricarica bidirezionale. Questa tecnologia consente ai veicoli elettrici di restituire una quantità prestabilita di energia immagazzinata nella batteria a un carico esterno. Può trattarsi di qualsiasi apparecchiatura alimentata a corrente alternata, nel qual caso si parla di «vehicle-to-load» (V2L); alla propria abitazione, nel qual caso si parla di «vehicle-to-home» (V2H); oppure direttamente alla rete elettrica, nel qual caso si parla di «vehicle-to-grid» (V2G).

La ricarica bidirezionale offre inoltre vantaggi economici agli automobilisti. La tecnologia V2G consente ai clienti di rivendere l’energia alla rete elettrica. Questa scarica dalla batteria del veicolo elettrico può essere programmata in modo da avvenire nelle ore di punta, quando le tariffe elettriche sono più elevate, garantendo così maggiori guadagni al proprietario.

L’uso della bidirezionalità è ancora agli albori. Uno dei motivi principali è che non tutti gli standard di ricarica sono in grado di supportare le operazioni V2G. Attualmente, solo lo standard di ricarica CHAdeMO supporta la tecnologia V2G. Gli altri due standard principali, CCS e il cinese GB/T, non supportano ancora il V2G. Secondo quanto riferito, CharIn prevede di aggiungere la funzionalità V2G allo standard CCS entro il 2025. Prevediamo che il prossimo standard ChaoJi sarà dotato di funzionalità bidirezionale sin dall’inizio.

Tuttavia, la funzionalità V2L è disponibile su alcuni veicoli dotati di prese CCS, tra cui la Hyundai IONIQ 5, la Kia EV6 e la Ford F-150 Lightning. Questi veicoli sono dotati di adattatori che possono essere collegati alla presa CA, consentendo così di alimentare gli elettrodomestici.

Per consentire la ricarica bidirezionale, i veicoli devono essere dotati di un caricatore di bordo (OBC) bidirezionale. Come già accennato, diverse case automobilistiche stanno già producendo auto predisposte per la ricarica bidirezionale, principalmente per consentire la ricarica V2L. Nel 2022, quasi il 25% della domanda di OBC riguardava modelli bidirezionali. Prevediamo che la domanda crescerà a un CAGR dell’11,3% tra il 2022 e il 2034, fino a raggiungere una quota di circa il 70%.

Per ulteriori informazioni e approfondimenti, leggi il nostro rapporto Requisiti di ricarica per i futuri veicoli elettrici (xEV).