Cos’è una presa CCS

Alessandro Nodari
Alessandro Nodari
Cos’è una presa CCS

Per molti, una delle più grandi limitazioni delle auto elettriche è la velocità di ricarica, ovvero il tempo necessario per "fare il pieno". Per questo sono state studiate tecnologie come le prese CCS, che consentono di ricaricare più velocemente pur consentendo di caricare con la stessa presa anche da casa. 

E se vi state chiedendo cos'è una presa CCS, sappiate che è quel sistema che vi consente, se la vostra auto lo supporta, di poterla ricaricare anche in appena quindici minuti. Ma com'è possibile? È quello che scopriremo a breve, quindi non perdiamo altro tempo e andiamo a comprendere come funziona la presa CCS.

Indice

Cos'è una presa CCS

Cos’è una presa CCS

La ricarica CCS (Combined Charging System) è uno degli standard di connettore utilizzato per la ricarica rapida per i veicoli elettrici (EV), e in quanto tale può essere usato per far fare alla vostra auto il pieno di elettroni in poco tempo, caratteristica utile per esempio se si sta compiendo un viaggio.

Ma perché è chiamato "combined", e perché consente una ricarica più veloce? Per rispondere a queste domande bisogna introdurre due concetti, quello di corrente continua (CC) e di presa di Tipo 2 (o Tipo 1, utilizzata negli Stati Uniti). 

La corrente elettrica è il flusso di elettroni lungo una superficie, ma questo può essere sempre nello stesso senso all'interno del circuito, e allora parliamo di corrente continua, o la sua direziona può essere invertite continuativamente nel tempo, e allora parliamo di corrente alternata (CA).

La corrente alternata è quella che troviamo nelle nostre case, ed è associata a velocità di carica inferiori, mentre la corrente continua, utilizzata dalle batterie che alimentano dispositivi elettronici e auto elettriche, offre velocità di carica molto superiori. Perché? Perché per arrivare alla batteria la corrente alternata deve essere prima convertita in continua da un raddrizzatore di corrente all'interno dell'auto che accetta correnti fino a una certa potenza, mentre se si dà già la corrente continua, questa passa direttamente alla batteria.

Detto questo, per permettere la carica delle auto elettriche anche da casa o comunque con corrente alternata, molto più diffusa, è stato introdotto uno di presa per veicoli elettrici, il Tipo 2, in grado di accettare correnti fino a 50 kW (43 kW in CA). Queste potenze però consentono di caricare un'auto in diverse ore, cosa impensabile se si sta affrontando un lungo viaggio e si deve fare una sosta per ricaricare il veicolo.

Ecco che nel 2011 è stato proposto un nuovo standard, che permettesse di utilizzare il Tipo 2 come base, ma che aggiungesse due pin per permettere il passaggio di corrente a velocità più elevate. L'idea era quindi di aggiungere cavi CC comuni ai tipi di connettori CA esistenti in modo tale che ci fosse un solo "involucro globale" adatto a tutte le stazioni di ricarica CC.

In Europa il connettore è chiamato CCS Combo 2, perché basato sul connettore Tipo 2, mentre negli Stati Uniti, essendo basato sul connettore Tipo 1, è chiamato CCS Combo 1, ma il concetto è lo stesso.

Durante il suo sviluppo, inoltre, i produttori di auto come BMW hanno insistito per aggiungere anche uno standard che consentisse un tipo di ricarica bidirezionale chiamato Vehicle2Grid, anche chiamata Vehicle2Home (V2H), che consente di interfacciarsi con la rete elettrica per stabilizzarla riducendo la velocità di carica o mandando indietro corrente.

Il risultato è stato un connettore in grado di fornire potenza fino a 350 kilowatt (kW) (max 500 A), anche se sono in arrivo valori più alti, grazie all'inserimento di due contatti aggiuntivi a corrente continua. 

Ricordiamo che il connettore di Tipo 2, quello che interessa a noi perché utilizzato in Europa, è formato da 7 pin (il tipo 1 da 5), mentre il connettore CCS aggiunge 2 ulteriori pin. L'implementazione del CCS cambia leggermente tra Combo 1 e Combo 2. Nel caso di Combo 1 il connettore offre due ulteriori contatti CC, mentre la porzione di Tipo 1 del connettore rimane la stessa con i contatti CA (L1 e N) che restano inutilizzati.

Cos’è una presa CCS

A sinistra: CCS Combo 1. A destra: CCS Combo 2. Fonte: Wikipedia

Per Combo 2 i contatti CA (L1, L2, L3 e N) sono completamente rimossi dal connettore e quindi la porzione di Tipo 2 del connettore ha solo tre contatti rimanenti: due contatti di comunicazione (per segnalare il pre e post inserimento al veicolo) e una messa a terra (immagine sotto a sinistra, mentre a destra c'è la presa che trovate sul veicolo, compatibile sia con la spina CCS Combo 2 che con la spina Tipo 2). La presa del veicolo può mantenere i contatti CA per consentire la ricarica CA non CCS.

Cos’è una presa CCS

Quando si utilizza un caricabatterie standard di Tipo 2, i due fori inferiori sul connettore saranno liberi (e infatti alcuni produttori li nascondono dietro un ulteriore sportello), e verranno utilizzati solo dalla spina CCS.

Ma il connettore CCS non è l'unica soluzione per una ricarica rapida CC. Il sistema è utilizzato in Europa, Sud America, Sudafrica, Arabia, India, Singapore, Taiwan, Hong Kong, Oceania e Australia.

 In Cina è stato sviluppato uno standard concorrente chiamato GB/T, mentre in Giappone si utilizza il CHAdeMO.

Per quanto riguarda le Tesla, hanno utilizzato fino al 2022 un connettore proprietario, ma di recente supportano il CCS attraverso un connettore separato. Come al solito, il produttore americano ha deciso di andare per la sua strada, forte della sua rete di ricarica Supercharger, e ha rinominato il suo connettore di ricarica precedentemente proprietario in North American Charging Standard (NACS), rendendo le specifiche disponibili ad altri produttori di veicoli elettrici come alternativa allo standard CCS. 

Infine, tutte le colonnine di ricarica CCS hanno il cavo integrato, quindi non dovrete utilizzare quello della vostra auto. Chiarito questo punto, andiamo a vedere che velocità di carica consente il CCS.

Velocità e diffusione colonnine con presa CCS

Le prese CCS consentono ricariche rapide a corrente continua comprese tra i 50 kW e i 350 kW, e sono allo studio soluzioni per arrivare a valori ben più elevati.

Purtroppo, il fattore limitante, almeno in Italia, è la loro diffusione, soprattutto in autostrada. Stando infatti ai dati di Motus-E, un'associazione italiana che promuove la mobilità elettrica, a marzo 2023 le colonnine di ricarica più diffuse nel nostro Paese erano 41.173, ma di queste ben il 77% era di Tipo 2 e corrente alternata, ovvero con potenze di ricarica tra 7 e 43 kW. 

Per quanto riguarda le ricariche veloci, in larga parte CCS, ma anche CHAdeMO e Tesla Supercharger (che ricordiamo sono di Tipo 2, le uniche in grado di sfruttare questa presa a tali velocità), la diffusione è così ripartita:

  • 50-99 kW: 1,5%
  • 99-150 kW: 4%
  • > 150 kW: 3%

La situazione potrebbe però presto migliorare. Autostrade per l'Italia ha avviato un progetto tramite la sua società Free to X per la distribuzione di colonnine di ricarica ultrarapide con prese CCS e CHAdeMO a 300 kW di potenza in grado di consentire a un'auto elettrica di attraversare il Paese.

Ad aprile 2023 Free to X ha annunciato il traguardo di 60 colonnine, equidistribuite lungo la rete autostradale di Autostrade per l'Italia (30 al Centro Nord e 30 al Centro Sud), con una interdistanza media inferiore a 100 km. Free to X ha affermato che già da oggi si può viaggiare in elettrico da Bari a Como con una distanza media di 53 km tra un'area attiva e l'altra, ed entro l'estate 2023 le stazioni attive saranno ben 100. 

Cos’è una presa CCS

Colonnine Free to X. Fonte: NewsAuto

Ogni stazione offre 4-6 colonnine multi-client, HPC (High Power Charger) con potenza massima in uscita di 300 kW ciascuna e dotate di due connettori standard CCS Combo2 e uno CHAdeMO, mentre non è presente la ricarica in AC.

Se vi state chiedendo se queste soluzioni possano danneggiare la batteria della vostra auto, la risposta è negativa, permettono solo di ricaricarla più in fretta e in tutta sicurezza. E a questo proposito ci manca solo un aspetto da approfondire, ovvero quanto tempo impiega una presa CCS a caricare un'auto elettrica.

Tempi di ricarica presa CCS

Siamo arrivati finalmente al momento che tutti si aspettavano. Quanto ci mette un'auto elettrica a ricaricarsi con una presa CCS?

La risposta non può essere una, in quanto il tempo di ricarica di un'auto elettrica dipende dalla capacità della batteria, dal tipo di ricarica supportato e dalla potenza della colonnina di ricarica. 

Ma, giusto per dare un'indicazione, ecco uno schema che potrebbe chiarire le idee su questo punto. Se una colonnina offre una carica CCS a 50 kW, in 30 minuti otteniamo una carica di circa 120 chilometri. Queste colonnine possono caricare completamente una batteria da 25 kW completamente in quel lasso di tempo, mentre per batterie da 75 kW necessitano di un'ora e mezza. 

Se la colonnina offre una carica di 150 kW, l'autonomia che otteniamo sarà di ben 360 chilometri, sempre in 30 minuti, mentre con colonnine ultrarapide a 350 kW, purtroppo le meno diffuse, in 30 minuti possiamo ottenere un'autonomia di 844 chilometri, il che significa che in meno di venti minuti riusciremo a fare il pieno di praticamente tutte le auto elettriche in circolazione, se supportano questo tipo di ricarica.

Ovviamente qui parliamo di auto elettriche, ma anche le ibride plug in possono essere caricate tramite CCS, e i tempi sono molto inferiori vista la minore dimensione delle batteria.

E se pensiamo che in via di sviluppo ci sono soluzioni ben più potenti, sempre con presa CCS, possiamo immaginare come si stia sempre più avvicinando la possibilità di ricaricare un'auto elettrica in tempi non dissimili da quelli richiesti per fare il pieno di un'auto a benzina.

Purtroppo queste soluzioni (che supportano la ricarica ultrarapida) sono al momento limitate solo alle auto più costose, ma la speranza è che con l'avanzare della tecnologia e la maggiore diffusione di questi veicoli saranno sempre più alla portata di tutti.

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