Una delle più tipiche domande del neofita che si avvicina al mondo delle automobili elettriche è: “posso caricare da una normale presa di casa ? è veramente necessaria una "wallbox" (stazione di ricarica per veicoli elettrici) ? cosa mi dà in più rispetto a una presa normale ?”. La risposta è un po’ incerta: “sì, ma con alcune limitazioni e controindicazioni”. Una introduzione generale ai sistemi di ricarica per i veicoli elettrici si trova in questo articolo. Ora vogliamo trattare in modo pratico e specifico il problema dell’impiego di una comune presa domestica (o industriale). Per questo bisogna distinguere due principali casi.

Caso dei veicoli elettrici leggeri: scooter, quadricicli, ecc (modo di ricarica 1 oppure modo di ricarica 3 semplificato)

Normalmente la potenza di ricarica di questi veicoli non va oltre 2 kW circa, spesso meno (la medesima potenza di un elettrodomestico casalingo). Molti di questi veicoli effettuano la ricarica tramite una normale presa domestica. Si tratta di solito della comunissima Schuko di origine tedesca (alias presa tipo F secondo la classificazione IEC), oppure della francese tipo E. La spina bivalente E/F in uso per gli elettrodomestici in quasi tutta l'Europa continentale è compatibile con entrambe. Si chiama semplicemente ricarica “modo 1”. Esempi diffusi in Italia di tali veicoli sono la Citroën Ami e la Fiat Topolino. La norma attualmente permette il modo 1 sino a 16 A trifase (11 kW) ma, di fatto, il limite utilizzato è più basso. Si potrebbe usare per il modo 1 anche una spina industriale, tuttavia essa non è molto diffusa per questa categoria di veicoli (perché se la potenza è maggiore i costruttori preferiscono passare alla ricarica come si fa per le automobili).

Ricarica di scooter tramite presa comune in modo 1

Non ci sono particolari problemi se non la potenza in gioco che – come nel caso di una stufetta - per taluni veicoli potrebbe essere poco compatibile con la potenza disponibile, in alcuni impianti elettrici, in presenza di altri apparecchi accesi. La norma impianti CEI 64-8, sezione 722, cioé quella parte specifica per la ricarica dei veicoli stradali (del tutto simile alla norma internazionale IEC), infatti, dà alcune specifiche prescrizioni per le prese destinate alla ricarica dei veicoli elettrici. Le principali di esse sono:

• Circuito dedicato con coefficiente di impiego 1
• Protezione individuale della presa con interruttore magnetotermico
• Protezione individuale della presa con interruttore differenziale da 30 mA almeno di tipo A.

È chiaro che nulla impedisce di utilizzare una presa qualsiasi già esistente che non rispetta questi requisiti (in effetti appaiono eccessivi per i veicoli che caricano a potenza molto bassa). Tuttavia queste sono le indicazioni date dalla norma per una ricarica sicura e senza controindicazioni.

Simile al modo 1 è il “modo 3 semplificato” di quei veicoli leggeri dotati di spina tipo 3A (un tipo di spina utilizzato da alcuni veicoli leggeri commercializzati in Italia). Uno dei veicoli dotati di essa è la Renault Twizy nella versione per il mercato italiano. La differenza, rispetto al modo 1, è la presenza un filo pilota che raggiunge il veicolo in modo che, in caso di interruzione del collegamento, la presa venga automaticamente disalimentata. Qualora non siano disponibili stazioni di ricarica dotate della corrispondente presa tipo 3A (ormai sempre più rara), esistono semplici adattatori da applicare alla spina tipo 3A per inserirla in una presa domestica comune e si rientra nel caso precedente.

Adattatore da presa Schuko a spina tipo 3A (SCAME)

Non tutti i veicoli leggeri, però, caricano direttamente da una presa comune, in modo 1 o in modo 3 semplificato. Alcuni scooter e motociclette più potenti si caricano come le automobili vere e proprie come qui di seguito indicato.

Automobili elettriche (veicoli non leggeri) (modo di ricarica 2)

Qui la situazione si complica un po’. La potenza di ricarica aumenta 2,5 kW, 3 kW o più sino a 22 kW. Normalmente le automobili elettriche si caricano in corrente alternata con il cosiddetto “modo 3” di ricarica (modo 3 non semplificato), cioè tramite una stazione di ricarica fissa (cosiddetta wallbox o colonnina) dotata dei connettori specifici per la ricarica dei veicoli elettrici, ormai standardizzati a livello europeo (prese e spine tipo 2, cosiddette "Mennekes"). Le automobili non sono compatibili, tranne poche eccezioni, con il modo 1, cioè non possono collegarsi direttamente a una presa qualunque. Quindi il veicolo va collegato tramite le spine specifiche tipo 2, alle apposite stazioni di ricarica. Queste, tra le varie funzioni, generano un segnale che abilita il veicolo alla ricarica e comunica ad esso la massima corrente disponibile (segnale PWM oppure digitale) garantendo la compatibilità tra auto e prese di potenza diversa.

Come fare quando la stazione di ricarica fissa non è disponibile e si vuole caricare da una presa "normale"? In questi casi si usa un apposito cavo detto di “modo 2”, dotato di spina comune da un lato (Schuko oppure industriale) e del connettore del veicolo dall’altro (non si confonda "tipo 2" con "modo 2" !). Sul cavo stesso c’è una apposita unità di protezione e controllo (IC-CPD) conforme alla norma EN 62752 (in sostanza si tratta di una stazione di ricarica portatile). Questo tipo di accessorio, a volte denominato “cavo per la ricarica occasionale” (oppure, gergalmente, "carichino"), può essere in dotazione al veicolo elettrico, oppure essere acquistato a parte. Alcuni di questi dispositivi portatili, ma non tutti, permettono tramite pulsanti o app la regolazione manuale della potenza di ricarica che quindi può essere impostata dall'utente (alcune automobili prevedono anche la limitazione della potenza di ricarica tramite comandi sul veicolo stesso). In qualche raro caso, l'unità elettronica di controllo è miniaturizzata e integrata nei connettori stessi del cavo che a prima vista appare come un semplice cavo passivo. Va anche detto la norma di prodotto EN 62752 è piuttosto "severa" in termini di sicurezza e affidabilità: di fatto molti dei "carichini" in commercio (spesso acquistati on line da paesi lontani) non sono conformi a questa norma che non viene nemmeno citata (alcuni citano per esempio unicamente la EN 62196-2 che la norma solo dei connettori). Anche se funzionano, qualche dubbio sulla qualità degli apparecchi portatili di ricarica non conformi alla loro norma EN 62752, è lecito.

Ricarica di un veicolo elettrico da un presa domestica in modo 2 (Renault)

Anche in questo caso valgono le stesse prescrizioni impiantistiche previste dalla CEI 64-8 per il caso precedente (del resto, dal punto di vista dell'impianto modo 1 e modo 2 sono indistinguibili):

• Circuito dedicato con coefficiente di impiego 1
• Protezione individuale della presa con interruttore magnetotermico
• Protezione individuale della presa con interruttore differenziale da 30 mA almeno di tipo A.

Un primo problema scaturisce dalla mancanza di una spina unica dal lato dell'impianto fisso di alimentazione. Limitandosi alle potenze più basse monofase, in Europa sono in uso almeno due tipi di spina per gli IC-CPD: la Schuko/francese e l'industriale EN 60309-2 da 16 A (cosiddetta "CEE"). Senza dilungarci troppo, ognuna ha i suoi vantaggi e svantaggi quindi, chi vuole dotarsi di IC-CPD per caricare da prese comuni, dovrà scegliere quella più adatta alla proprie esigenze. Esistono anche IC-CPD con la spina intercambiabile tramite connettori intermedi, ma è chiaro chiaro che questa soluzione, per altro poco diffusa, aumenta la complessità e i costi dell'apparecchio. La spina Schuko è la più diffusa perché, se il carichino va usato per uso occasionale o di emergenza, in Europa una presa Schuko (o francese) è molto più facile da trovare di una presa industriale (nelle abitazioni, garage, alberghi,...). Spesso il cavo con spina Schuko è quello che il proprietario del veicolo si trova in dotazione con l'automobile mentre quello con la spina industriale va procurato a parte. In ogni caso, prima o poi, la presenza di almeno due tipi diversi di presa richiede l'uso di adattatori quando non si trova la presa corrispondente al proprio IC-CPD: ciò non è né comodo né sicuro (la norma EN 62752 esclude qualunque tipo di adattatore, a meno che non sia collaudato assieme all'IC-CPD). In Italia la situazione è ancora un po' più complicata perché, oltre alla Schuko, si installano diversi formati di presa domestica (tipo L da 10 o da 16 A) con la conseguente necessità di usare ulteriori adattatori di diversi tipi (per norma, gli adattatori per prese domestiche non devono essere utilizzati a più di 1500 W, cioè circa 6 A). Se poi si volesse crescere con la potenza, sino a 22 kW (gli IC-CPD modo 2 possono arrivare sino a 32 A in trifase), aumenterebbe anche il numero di possibili prese e di spine industriali monofase o trifase che si utilizzano e, di conseguenza, anche di adattatori (il vasto set di adattatori e accessori vari dei quali sono dotati alcuni elettroautomobilisti per caricare da "qualunque" presa non è certo rassicurante).

Al contrario, l'uso di prese e spine specifiche per la ricarica installate permanentemente (quindi delle stazioni di ricarica modo 3 che le incorporano, wallbox o colonnine), raggiunta finalmente nel 2014 la presa unica europea (la tipo 2 "Mennekes"), in modo semplice e trasparente per l'utente garantisce piena compatibilità tra punti di ricarica e veicoli, siano essi monofase o trifase di qualunque potenza, senza necessità di adattatori o altri accessori da portare con sé (la ricarica avverrà alla massima potenza possibile, il segnale PWM o digitale tra veicolo e stazione di ricarica modo 3 aggiusta automaticamente la corrente di ricarica). Inoltre, l'uso delle prese specifiche installate da un tecnico esperto, garantirebbe la corretta installazione per la ricarica come specificato nella norma impianti CEI 64-8 sez. 722 (circuito dedicato per ogni singola presa di ricarica, differenziale corretto...) mentre, in generale, le prese comuni sono installate secondo le regole generiche. Un altro vantaggio delle specifiche stazioni di ricarica EV, è la possibilità di realizzare sistemi di smart charging o power sharing, più o meno sofisticati, in grado di regolare automaticamente in modo dinamico la potenza di ricarica, distribuendola tra più veicoli e tenendo conto degli altri carichi, evitando il rischio di distacco del contatore e limitando la necessità di aumentare la potenza impegnata. Tutto ciò, ovviamente, nella misura in cui le stazioni di ricarica dotate di prese di tipo 2, come auspicabile, siano presenti e diffuse ovunque vi sia la possibilità di caricare: abitazioni, parcheggi pubblici e privati, alberghi, ecc. In mancanza di esse, ci si deve arrangiare con le prese standard che si trovano ma non è questa la situazione preferibile soprattutto in vista di un numero sempre maggiore di veicoli in carica negli edifici.

Inoltre, quando si vogliono usare le normali prese domestiche come le Schuko, si aggiunge un problema sostanziale non di poco conto. Esse non sono costruite per resistere senza danneggiarsi alla loro corrente nominale per molte ore continuative come avviene per la ricarica dei veicoli. Questo fatto non deve stupire: le prese domestiche sono progettate per i tipici carichi domestici il cui coefficiente di impiego effettivo è molto inferiore al 100%. A ciò si aggiunge l'effetto del peso stesso del cavo e del box (sui 3 kilogrammi), che si scarica sulla spina stessa contribuendo ad aumentare lo sforzo meccanico sulla presa e la resistenza elettrica tra i contatti. Le conseguenze a lungo andare possono essere il semplice danneggiamento della presa oppure il rischio di incendio, come testimoniano i segni di carbonizzazione che si vedono su alcune prese domestiche utilizzate per caricare le automobili. Il rischio è particolarmente grave qualora l'auto venga lasciata in carica a lungo in un luogo non presidiato come in un box. Chiaro che adattatori, triple, ciabatte ecc. sono assolutamente da evitare.

Presa Schuko danneggiata in seguito all'erogazione di eccessiva corrente

Sono diverse le soluzioni utilizzate dai costruttori di IC-CPD per limitare questo problema potenzialmente molto pericoloso. Innanzitutto, la maggior parte di questi dispositivi portatili con spina domestica, tramite il segnale PWM limita la corrente massima assorbita dal veicolo, in modo manuale o automatico, a 10 A o 8 A, valori permanenti che normalmente sono considerati accettabili anche per le prese domestiche purché usate senza adattatori (si tratta pur sempre di 2000 W: una potenza abbastanza elevata per un elettrodomestico a spina). Qualche costruttore, più temerario, arriva sino a 13 A con qualche precauzione (ma si trovano "cinesate" senza limite alcuno: deve essere l'utente a ricordarsi di agire sui pulsanti dell'IC-CPD per regolare manualmente la corrente a un valore non pericoloso). Va detto che non esiste a livello normativo un valore massimo di corrente al quale possono essere impiegate le prese e le spine domestiche ai fini della ricarica, quindi ognuno fa un po' come vuole. Esistono solo alcune "raccomandazioni nazionali", per esempio, in Italia 10 A come indicato anche nella CEI 64-8-7-722 (in altri paesi 8 A o 6 A). Alcuni costruttori utilizzano spine con sensore di temperatura integrato che rallenta o ferma la ricarica se si supera una certa soglia di temperatura, ma non è un provvedimento di uso generale e non è detto che sia efficace con qualunque presa, adattatore o prolunga. A basse correnti (10 A o meno), comunque, non solo la ricarica diventa estremamente lenta ma, su alcune autovetture elettriche, decisamente sconsigliata in quanto il caricabatteria lavora con scarsa efficienza (con l’effetto che sino al 40% dell’energia prelevata non carica la batteria ma si disperde in calore).

L’altra soluzione in uso, abbastanza ovvia, è l’impiego di apparecchi portatili IC-CPD dotati di spina industriale EN 60309-2 (le cosidette CEE) anziché di spina domestica, in grado di condurre senza problemi corrente sino alla nominale (es. 16 A). Questa soluzione è semplice ed efficace ma, come si è detto, comporta la controindicazione di dotarsi di adattatori tutte le volte che si deve caricare da una presa domestica perché non si trova una presa industriale disponibile, con le problematiche e i rischi che affliggono la presa domestica, e quindi la necessità di ridurre la corrente di ricarica agendo sui comandi (si leggano con attenzione le istruzioni!). La spina industriale è potenzialmente la più insidiosa perché l'apparecchio, a differenza di quelli con spina Schuko, è di solito progettato per funzionare effettivamente a 16 A continuativi, ma l'utente non esperto potrebbe usarlo con una presa domestica tramite un comunissimo adattatore in commercio (o, peggio, con più adattatori in serie come spesso capita di vedere in Italia).

Un’altra proposta di alcuni costruttori sono versioni speciali delle prese e spine EV di formato Schuko (o francese) specifiche per la ricarica dei veicoli elettrici, garantite per il funzionamento permanente sino a 16 A effettivi per alcuni modelli, che tuttavia mantengono la compatibilità con spine Schuko comuni senza necessità di adattatori. Alcuni IC-CPD predisposti riconoscono (tramite una calamita presente nella presa) la presa ad hoc e attivano automaticamente la ricarica alla corrente più elevata, mentre quando collegati a una presa Schuko qualunque la limitano a 8 A. Si tratta di una soluzione proprietaria di alcuni costruttori e, in Italia, queste prese non sono ancora molto diffuse. Forse si tratta di un buon compromesso ma, comunque, quando ci si sposta e capita di ricaricare da un'altra presa comune, si ricade nelle solite problematiche. Il pessimo "consiglio" di applicare sulla spina di questi apparecchi una calamita fissata con nastro adesivo, al fine di simulare una presa ad hoc e quindi accelerare un po' la potenza di ricarica, è quanto di più sconsiderato si possa fare.

Presa Schuko EV idonea a 16 A effettivi specifica per la ricarica dei veicoli (Legrand)

In ogni caso, non basta sostituire o far sostituire la presa con una industriale o con una Schuko "EV" per effettuare la ricarica sicura e affidabile di un'automobile elettrica (come invece suggeriscono semplicisticamente alcuni rivenditori di IC-CPD). Tutto l'impianto che alimenta la presa andrebbe verificato ed eventualmente adeguato a tutti i requisiti della CEI 64-8-7-722. A differenza di un piccolo scooter, la ricarica di un'automobile è un carico molto più pesante dei comuni elettrodomestici, non solo per la potenza in gioco equivalente a un elettrodomestico molto potente ma soprattutto per il fattore di utilizzo elevato (si usa tutti i giorni per ore), potenzialmente logorante per impianti vecchi o comunque non idonei, non solo per ciò che riguarda la presa. Non per nulla, nelle istruzioni, a volte i costruttori di autoveicoli e dei corrispondenti IC-CPD raccomandano cautela nell'uso di prese non dedicate che vanno usate solo occasionalmente per caricare un'automobile elettrica, preferendo una stazione di ricarica fissa installata da un tecnico abilitato per la ricarica di tutti i giorni.

Limitazioni normative

Limitazioni normative nazionali (contenute nelle note nazionali della norma CEI EN IEC 61851-1, la norma generale per la ricarica conduttiva dei veicoli elettrici, alla quale rinvia la CEI 64-8), permettono l’utilizzo del modo 1 e 2 (cioé delle prese comuni per la ricarica dei veicoli) solo in ambito privato (le precedenti edizioni erano più drastiche: solo “in ambiti strettamente privati non aperti a terzi, quali ad esempio ambienti il cui accesso necessiti di chiavi, attrezzi particolari, ecc. in possesso del solo relativo proprietario”, cioè in pratica solo in un box chiuso o in un giardino privato). La norma non fa alcuna distinzione tra presa Schuko oppure presa industriale, tra veicoli leggeri o automobili.

Questa limitazione, valida solo in Italia e spesso elusa, suscita discussioni e dubbi interpretativi dato che non si capisce come una presa comune, per esempio nel parcheggio di un albergo, in un giardino condominiale o in un campeggio, possa essere liberamente utilizzata per alimentare un camper o un tagliaerba o una e-bike, ma non uno scooter elettrico (altri paesi hanno preferito più ragionevolmente mettere un limite alla corrente di ricarica permessa o raccomandata per una presa domestica: per esempio 8 A, senza riferimento al "modo di ricarica"). In ogni caso, mentre il modo 2 può essere reso inutile con un numero adegato di punti di ricarica modo 3, lo stesso non si può dire del modo 1 che è l'unico modo di ricarica previsto per diversi veicoli leggeri. In effetti, qualche volta, anche in Italia capita di trovare infrastrutture per la ricarica presso parcheggi o altre strutture, dotate di presa domestica destinata alla ricarica dei veicoli leggeri. Ancora più frequente, passeggiando in città, è vedere veicoli leggeri con spina Schuko in carica alle colonnine (quindi senza alcun contatto pilota che è obbligatorio per il modo 3) semplicemente tramite un cavo adattatore dalla presa tipo 2 della colonnina alla spina Schuko del veicolo (nell'adattatore un opportuno ponticello simula il modo 3: a mali estremi, estremi rimedi). Va detto che nella maggior parte dei paesi europei, a differenza dell'Italia, l'uso di una presa comune è permesso, o addirittura raccomandato, per la ricarica dei veicoli leggeri anche in ambito pubblico.

Conclusioni

La ricarica tramite una presa domestica di veicoli leggeri come gli scooter non comporta particolari controindicazioni (salvo il fatto che in Italia in teoria si dovrebbe fare solo nel box o nel giardino privato), tanto più che questo è per la maggior parte dei veicoli leggeri l'unico metodo di ricarica previsto dal costruttore.

Invece, nel caso di automobili, la presa domestica comporta inconvenienti e potenziali rischi, ed è consigliabile limitarne l'impiego alle eventuali ricariche occasionali, sempre con una certa cautela, verificando tramite la documentazione dall'apparecchio per la ricarica che l'effettiva corrente non superi i 10 A (meglio 8 A). Resta sempre consigliabile controllare periodicamente la presa domestica utilizzata per caricare un’automobile elettrica e farla sostituire non appena si notano segni di usura come tracce di carbonizzazione della plastica o un eccessivo surriscaldamento. Per un uso frequente è sicuramente preferibile l’uso di una stazione di ricarica fissa (modo 3) equipaggiata delle prese specifiche tipo 2 per la ricarica dei veicoli elettrici specialmente se dotata di qualche funzione di smart charging: più sicura, più comoda e più veloce. In subordine, si possono installare prese industriali, oppure prese Schuko EV specifiche per la ricarica dei veicoli elettrici, da usare con i dispositivi di ricarica portatili IC-CPD dotati della corrispondente spina, purché utilizzati senza adattatori. Anche l'impianto andrebbe verificato e possibilmente adeguato al requisiti della CEI 64-8-7-722.