L’auto elettrica spiegata ad un bambino

Sono 6 i concetti chiave per spiegare l’auto elettrica.

Cioè energia, corrente, tensione, potenza, capacità, densità e possono essere spiegati in modo semplice, per farli capire anche a un bambino.

Energia

L’energia elettrica è generata dal movimento delle cariche elettriche e si genera attraverso altre forme di energia.

Per esempio chimica (nelle batterie) o meccanica (nei generatori), idrica (nelle dighe), termica (nei soffioni).

A oggi l’energia viene prodotta principalmente con:

• centrali termoelettriche, dove la combustione di fonti fossili genera energia termica, che produce energia meccanica, che a sua volta è utilizzata per produrre energia elettrica.

• centrali nucleari, quindi il calore generato dalla fissione è utilizzato per produrre il vapore che muove le turbine, permettendo all’alternatore di produrre energia.

• le centrali idroelettriche, nelle quali il flusso dell’acqua aziona le azione le turbine, che permettono all’alternatore di produrre l’energia.

• il fotovoltaico e in questo caso l’energia si genera attraverso i fotoni che raggiungono la superficie della cella fotovoltaica. L’energia dei fotoni è trasferita quindi agli elettroni nel pannello, che con il loro movimento producono energia.

• l’eolico che sfruttando l’energia meccanica del vento la convertono in energia elettrica.

Corrente

La corrente è la quantità di carica elettrica che passa attraverso un filo elettrico in un determinato intervallo di tempo. Si misura in Ampere.

La maggior parte delle wall-box destinate all’installazione presso le abitazioni sono da 16 o 32 Ampere.

Immaginiamo di ricaricare l’auto elettrica a 16 Ampere in un impianto a 230 volt di tensione, cioè quello che abbiamo a casa.

Significa (16 x 230 = 3680 watt) ricaricare a 3,7 kW di potenza.

Se invece sullo stesso impianto montiamo una wallbox da 32 Ampere, raddoppiamo la potenza di ricarica.

Tensione

La tensione è in pratica la “pressione” che spinge la corrente attraverso un circuito che quindi fa un lavoro.

Ad esempio il movimento di un motore elettrico.

E’ l’equivalente della pressione idraulica con la quale l’acqua di un fiume muove le pale di un mulino. Si misura in Volt.

Le maggior parte delle colonnine FAST attualmente installate funzionano a 400 Volt. Ma della tensione bisogna anche conoscere se è in corrente alternata (AC) o corrente continua (DC). Con la tensione AC anche la corrente che passa nel filo è AC.

La tensione più comune è quella in corrente alternata, cioè quella delle nostre case.

E’ quella più utilizzata diffusa nelle colonnine di ricarica.

Ma le batterie delle auto elettriche sono invece una fonte di corrente continua.

Quindi quando si ricarica l’auto il caricatore installato converte la corrente alternata della rete in corrente continua per la batteria.

La maggior parte dei caricatori di bordo non supera gli 11 kW. Quindi il caricatore con la colonnina pubblica AC da 22 kW limita la ricarica, poiché non consente di sfruttare tutta la potenza a disposizione.

Tensione- colonnine FAST

Nelle colonnine FAST, a corrente continua (DC), viene bypassato il caricatore di bordo e la corrente raggiunge direttamente la batteria.

Essendo la rete elettrica in corrente alternata, nella colonnina c’è un convertitore che trasforma l’energia da alternata a continua.

L’elettronica di gestione regola la potenza di ricarica in base alla potenza della batteria.

Quindi un’auto in grado di accettare ricariche a 150 kW ricaricherà comunque al massimo a 150 anche in una colonnina da 350.

Durante tutta la ricarica c’è un dialogo tra colonnina e auto, in modo che la potenza sia compatibile con le esigenze di entrambe.

Può accadere che con una colonnina da 350 kW la carica inizi a 150 kW, ma poi, man mano che la batteria si riempie, la potenza si riduca.

Le celle molto cariche non assorbono alla stessa velocità di quando sono scariche.

Potenza

La potenza che può passare attraverso la sezione di un circuito è data dalla moltiplicazione della corrente per la tensione. La potenza si esprime in Watt.

Nel caso della corrente alternata trifase, quella usata nelle colonnine in AC, la potenza è il prodotto di radice quadrata di 3, per tensione, per corrente.

La tensione trifase in tutta Europa è 400 V. Quindi, ad esempio, con 16 A, la potenza è 400 X 16 X radice quadrata di 3, quindi proprio gli 11 kW di molto colonnine pubbliche.

Se parliamo della ricarica di auto elettriche, o dell’erogazione dei motori elettrici, l’ordine di grandezza impone l’utilizzo di chilowatt (kW). Diremo pertanto che un impianto di ricarica FAST è un impianto da 50 kW o che il motore della nostra auto è un motore da 100 kW.

Capacità

La capacità, è la quantità di energia che è possibile mettere in una batteria. Si esprime in kWh (chilowattora) ed in pratica è l’equivalente della capacità del serbatoio di un’auto termica.

Più energia è possibile stoccare nella batteria a parità di peso, dimensioni e ogni altro parametro, più km si percorreranno con la auto elettrica.

Densità energentica

La densità energetica, è la quantità di energia stoccabile in una batteria in rapporto alla sua massa.

Si tratta di uno dei più importanti aspetti sui quali si stanno concentrando gli sforzi nello sviluppo delle batterie dell’auto elettrica.

Infatti si cerca di aumentare la quantità di energia elettrica messa nella batteria, a parità di dimensioni e peso.

Nell’auto tradizionale si aumenta semplicemente la capacità del serbatoio, con minimo impatto su peso e dimensioni complessive dell’auto.

Fonte

• https://www.vaielettrico.it/i-6-concetti-chiave-per-capire-lauto-elettrica/