Dimentica lo scambio della batteria: Tesla mira a caricare le auto elettriche in cinque minuti

I veicoli elettrici impiegano troppo tempo per ricaricarsi. Per caricare una Tesla Model S solo a metà sono necessarie cinque ore in una tipica stazione di ricarica domestica o pubblica. Ma nel suo sforzo di rendere i veicoli elettrici più pratici, Tesla Motors sta rapidamente riducendo i tempi di ricarica. Lo scorso settembre ha presentato a rete di stazioni di sovralimentazione —progettato esclusivamente per la sua Model S e i futuri veicoli elettrici—che potrebbe caricare una batteria a metà in 30 minuti. A maggio ha annunciato un aggiornamento che ha ridotto quel tempo a 20 minuti. Ora il chief technology officer di Tesla, JB Straubel, afferma che alla fine la società potrebbe ridurre il tempo necessario per caricare completamente la batteria a soli cinque minuti, o non molto di più di quello necessario per riempire un serbatoio di gas.

Servizio più veloce: Una stazione di ricarica Tesla a Hawthorne, in California.

Straubel non si riferisce alla tecnologia di sostituzione della batteria recentemente svelata da Tesla (vedi Perché Tesla pensa che possa far funzionare la sostituzione della batteria). Quel sistema non carica le batterie rapidamente. Estrae semplicemente una batteria scarica e la sostituisce con una completamente carica. Sta parlando di quella che potrebbe essere un'opzione più allettante per i conducenti: ricaricare la batteria della tua auto mentre aspetti.

Non accadrà tra un anno da oggi. Sarà dura. Ma penso che possiamo scendere da cinque a dieci minuti, ha detto Straubel in un'intervista con Revisione della tecnologia del MIT . Ha notato che gli attuali compressori, che erogano 120 chilowatt di elettricità, sembravano piuttosto folli anche 10 anni fa. Le stazioni di ricarica pubbliche convenzionali forniscono ben meno di 10 kilowatt.

Tesla è molto più avanti della concorrenza con la sua tecnologia di sovralimentazione. Ad esempio, la tecnologia di ricarica rapida più popolare oggi si basa sullo standard giapponese Chademo, che consente la ricarica da 50 kilowatt. Anche il nuovissimo standard di ricarica rapida di SAE International, che è stato finalizzato a ottobre e viene adottato dalle principali case automobilistiche come GM, raggiunge i 100 kilowatt.

Uno dei motivi per cui Tesla ha spinto la tecnologia in modo così aggressivo è che i suoi pacchi batteria immagazzinano più di tre volte l'energia delle batterie delle auto elettriche dei suoi concorrenti. Di conseguenza, richiedono più potenza per caricarsi rapidamente, afferma Arindam Maitra, senior project manager presso il Istituto di ricerca sull'energia elettrica .

Straubel afferma che Tesla è stata in grado di migliorare rapidamente la ricarica perché progetta e costruisce tutti i componenti chiave, inclusi i caricabatterie, l'elettronica per il monitoraggio del pacco batteria e un sistema di raffreddamento per la batteria. Sono tutti ottimizzati per funzionare insieme in un modo non facile per i sistemi costruiti per ospitare molti modelli diversi di veicoli elettrici.

Se un'auto elettrica è collegata direttamente a una presa a muro, i caricabatterie di bordo prelevano l'alimentazione CA dalla parete, la convertono in CC e regolano la potenza fornita alla batteria. La ricarica rapida o la sovralimentazione bypassano il caricabatterie di bordo; la conversione da CA a CC avviene all'esterno del veicolo.

Una sfida della ricarica rapida è che fornire energia a una batteria molto rapidamente può causarne il surriscaldamento. Per evitare di danneggiare la batteria, il caricabatterie esterno deve comunicare con l'elettronica che monitora lo stato delle batterie, compresa la loro tensione e temperatura, e regola rapidamente i tassi di carica di conseguenza. Per fare quel tipo di ricarica, tutto deve essere progettato e funzionare in perfetta sincronia, afferma Straubel.

Per ottenere ricariche di cinque minuti sarà necessario non solo migliorare ulteriormente il sistema di ricarica, ma anche migliorare l'interfaccia con la rete elettrica. Così com'è, solo alcuni punti della rete possono gestire la ricarica di 120 kilowatt. Il prelievo di grandi quantità di energia dalla rete comporta anche oneri per la domanda da parte dell'utility, aumentando il costo del sistema.

Ma Straubel afferma che Tesla intende aggirare questi problemi dotando le stazioni di sovralimentazione di pannelli solari e batterie.

L'immagazzinamento dell'energia solare nelle batterie nella stazione di ricarica potrebbe essere utile anche agli operatori della rete elettrica (vedi Turbine eoliche, batteria inclusa, può mantenere stabili gli alimentatori). Potrebbero fornire alle utility un modo per moderare le fluttuazioni sulla rete, qualcosa che sta diventando sempre più importante man mano che vengono aggiunte fonti di energia più intermittenti, come solare ed eolica. Tesla prevede di testare presto un tale sistema in California. Potrebbe addebitare le utenze per questo servizio, il che, afferma Straubel, potrebbe aiutare a compensare il costo delle stazioni.

Anche se queste scoperte di ricarica rapida sarebbero utili solo sulle auto di Tesla, potrebbero comunque essere importanti per espandere il mercato dei veicoli elettrici. Tesla prevede di introdurre auto nella gamma da $ 30.000 a $ 35.000 nei prossimi anni.

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