Guida dell'Australian Early Adopter alla transizione dei veicoli elettrici

Sono passati ormai 25 anni da quando General Motors ha introdotto nel mondo il veicolo completamente elettrico EV1 e nel passaggio ai veicoli elettrici è successo qualcosa di interessante:non è più il dominio degli "innovatori" o dei "primi utenti".

All'estero, il passaggio dall'ICE (Internal Combustion Engine) ai veicoli elettrici (EV) ha subito un'accelerazione negli ultimi 6-12 mesi e il calo delle vendite di veicoli ICE iniziato nel 2017 continua a diminuire.

In effetti, molti dei più grandi produttori di veicoli stanno ora pianificando di terminare la produzione di veicoli ICE entro i prossimi 5-15 anni.

Anche in Australia, ancora con vendite basse rispetto ad altre economie occidentali, il mercato sta per andare oltre lo stadio 'innovatori', il Regno Unito sta uscendo anche adesso da 'Early Adopter', la Svezia ha colpito 'Early Majority' e Norvegia sta effettivamente iniziando a spazzare via i "ritardati". (Vedi grafico sotto).

Di conseguenza, è probabilmente giunto il momento di scrivere un nuovo articolo "EV101" per presentare i veicoli elettrici al prossimo (e più grande) gruppo di acquirenti di veicoli elettrici in Australia:gli "Early Adopters". I veicoli elettrici non sono più il dominio dei fanatici:ora sono una tecnologia mainstream sulla strada per sostituire quella precedentemente radicata.

Tanto per essere chiari:gli early adopter sono caratterizzati dalla loro disponibilità ad adottare nuovi prodotti in anticipo, ma con attenzione, a differenza degli innovatori che sono disposti a correre un rischio prima che una nuova tecnologia venga risolta.

Quindi cos'è un "EV"?

Il termine Veicolo Elettrico (o "EV") è usato per indicare tutti i tipi di veicoli che utilizzano uno o più motori elettrici come parte o tutto il loro sistema di trasmissione. Esistono quattro tipi principali di veicoli elettrici:BEV, PHEV, HEV e FCEV.

Veicolo elettrico a batteria (BEV)

Il veicolo elettrico più semplice è il veicolo elettrico a batteria (BEV), che ha effettivamente solo quattro componenti principali:

  1. Un motore elettrico a corrente alternata,
  2. una batteria (400 o 800 V CC),
  3. un controller del motore che converte l'elettricità CC in CA per azionare il motore. (A proposito, durante la frenata, il motore del veicolo funge da generatore per ricaricare parzialmente la batteria, un processo chiamato frenata rigenerativa ) e
  4. una presa che può accettare AC o DC per ricaricare la batteria.

Tutti i nuovi BEV sul mercato australiano ora hanno un'autonomia di guida affidabile compresa tra 250 km e 550 km a seconda delle dimensioni della batteria. Tuttavia, il componente più costoso di qualsiasi veicolo elettrico è ancora la batteria.

Poiché i BEV necessitano di una batteria di buone dimensioni per offrire un'autonomia rispettabile, in passato i produttori hanno sviluppato "ibridi" di tecnologia EV e ICE per ridurre al minimo i prezzi dei veicoli, mentre la produzione di batterie aumenta abbastanza da produrre le economie di scala necessarie per ridurre significativamente i costi.

I veicoli elettrici ibridi si dividono in due grandi categorie.

Veicolo elettrico ibrido plug-in (PHEV)

Per ridurre il costo complessivo del veicolo, i PHEV utilizzano una batteria più piccola e aggiungono un motore diesel o benzina per estendere l'autonomia. I PHEV generalmente hanno un solo elettrico 1 autonomia di 12 – 70 km 2 a seconda della dimensione della batteria.

A condizione che un PHEV sia guidato principalmente all'interno della sua gamma solo elettrica e ricaricato tra un uso e l'altro, possedendone uno si possono ottenere notevoli risparmi. I PHEV sono più adatti per viaggi brevi, tipo stop-start in centro città, dove la frenata rigenerativa gioca un ruolo importante.

Tuttavia, se un PHEV viene normalmente guidato a velocità autostradale e/o guidato ben oltre l'intervallo solo elettrico e/o non viene ricaricato tra un utilizzo e l'altro, un PHEV può effettivamente generare più emissioni di gas serra rispetto alla guida di un veicolo più piccolo ed efficiente nei consumi. Pertanto, la scelta di un PHEV richiede un'attenta analisi del caso d'uso previsto rispetto alle opzioni BEV e non EV.

Veicolo elettrico ibrido (HEV)

Essendo il primo veicolo elettrico per il mercato di massa ad essere venduto in numero, gli HEV sono spesso considerati dal grande pubblico come il primo "veicolo elettrico". Gli esempi più noti sono la Toyota Prius (introdotta in Australia all'inizio degli anni 2000) e l'attuale Toyota Camry ibrida.

Gli HEV hanno batterie più piccole rispetto ai PHEV, nonché nessuna spina/i di ricarica. Ciò significa che l'unico modo in cui una batteria HEV può ricaricarsi è attraverso la frenata rigenerativa, che in condizioni di stop-start si traduce in un risparmio di carburante fino al 20%. (Questo, tra l'altro, è il motivo per cui gli HEV sono attualmente così amati dall'industria dei taxi).

Gli HEV generalmente non hanno un'autonomia solo elettrica, o se lo fanno funzioneranno solo in modalità solo elettrica fino a una certa velocità, comunemente 40 km/h. Di conseguenza, molti nel settore non considerano gli HEV dei veri veicoli elettrici in quanto non possono funzionare senza utilizzare combustibili fossili e non possono essere ricaricati da una presa di corrente.

In effetti, gli HEV stanno includendo i prossimi divieti sulla vendita di nuovi veicoli a combustibili fossili che sono stati legiferati da molti paesi. Questi includono Norvegia e Olanda nel 2025, Regno Unito nel 2030 e tutta l'Europa entro il 2035.

Vale la pena notare qui che il punto di svolta per la parità dei prezzi BEV con ICE dovrebbe essere di circa 100 USD/kWh. Dato che i prezzi delle batterie sono scesi da oltre 1100 USD nel 2010 a circa 137 USD ora, il punto di parità dei prezzi comunemente previsto per il 2024 sembra reggere bene.

Di conseguenza, gli ibridi potrebbero presto vedere la fine della strada quando le gamme BEV e le velocità di ricarica sono considerate effettivamente equivalenti a ICE (che per la maggior parte dei casi d'uso stanno raggiungendo ora), oltre ad essere molto più convenienti nella maggior parte dei casi il "rifornimento" viene effettuato comodamente da casa tua.

Meglio conosciute come "l'auto a idrogeno", le FCEV combinano idrogeno e ossigeno all'interno di una speciale camera di reazione, chiamata cella a combustibile, per generare elettricità per azionare il motore elettrico.

A differenza dei veicoli elettrici, gli FCEV hanno un tubo di scappamento, ma tutto ciò che ne esce è vapore acqueo! Gli FCEV incorporano una batteria di dimensioni simili a un PHEV per accettare la ricarica dalla frenata rigenerativa, oltre a fornire una maggiore capacità elettrica in accelerazione. (Le celle a combustibile non tollerano rapidi cambiamenti nella domanda elettrica).

Attualmente, gli FCEV e la loro rete di rifornimento sono molto meno sviluppati della tecnologia BEV. Inoltre, il fabbisogno elettrico per generare idrogeno per far funzionare un FCEV è significativamente maggiore di quello necessario per far funzionare un BEV per la stessa distanza.

Dato che la velocità di ricarica per gli ultimi BEV è ora di oltre 100 km caricati in 5 minuti (con ulteriori miglioramenti ancora in arrivo), anche il vantaggio della velocità di rifornimento dell'idrogeno rispetto al BEV precedentemente pubblicizzato è stato effettivamente perso prima che i FCEV diventino disponibili per la vendita in qualsiasi numero.

Di conseguenza, è improbabile che gli FCEV prendano una fetta dei futuri mercati dei passeggeri elettrici o dei veicoli commerciali leggeri. Gli FCEV possono avere una nicchia negli autocarri pesanti o nei macchinari, ma con il semirimorchio Tesla BEV che presto arriverà sul mercato con la stessa capacità di carico del suo equivalente diesel, un'autonomia fino a 1000 km più una rete di "megacaricatori" Tesla in procinto di essere lanciata fuori, potrebbe essere difficile per un settore di trasporto di idrogeno di nicchia emergere.

Come si carica un veicolo elettrico?

In passato c'è stata una certa confusione qui, non aiutata da un recente annuncio Toyota per ibridi che mostrava un groviglio di cavi, ma state certi che  ogni confusione sui tipi di spine e sui cavi è dietro di noi.

Il problema chiave con i veicoli elettrici è che si tratta di un cambio di paradigma nel pensare al rifornimento di carburante. Primo:le statistiche indicano che il 90% o più della ricarica viene attualmente eseguita a casa, con solo il 5-7% che utilizza la ricarica rapida CC (DCFC). Ciò significa che il 90% o più del pensiero sulle stazioni di servizio è scomparso.

Una volta che ti rendi conto che stare in piedi con qualsiasi tempo per pompare carburante nel tuo veicolo è una perdita di tempo e che i veicoli elettrici ti fanno risparmiare forse dai 15 ai 30 minuti a settimana per trovare, fare rifornimento e tornare al tuo percorso, il resto è facile.

La ricarica dei veicoli elettrici viene invece eseguita in due modi:

  • utilizzare la normale corrente domestica per ricaricare a casa/al lavoro/la destinazione delle vacanze o
  • utilizzando un caricabatterie rapido CC (DCFC) per scopi speciali che può fornire tempi di ricarica molto più rapidi quando ne hai bisogno. (Come quando si viaggia da uno stato all'altro).

Se utilizzi la normale alimentazione domestica, puoi scegliere di ricaricare utilizzando una semplice presa di corrente o, per ricariche più rapide, installando una presa dedicata di potenza superiore chiamata EVSE.

In viaggio, ogni due o tre ore ti fermerai per utilizzare un caricabatterie diverso con una forma leggermente diversa che si inserisce nella stessa presa del caricabatterie di casa. (Questo tra l'altro è chiamato presa CCS2, come mostrato di seguito. Tutti i nuovi veicoli elettrici venduti qui hanno prese CCS2 tranne la Nissan Leaf. Nissan tuttavia passerà a CCS2 con la loro nuova generazione di veicoli elettrici:l'Ariya).

L'ultimo raccolto di veicoli elettrici che utilizzano caricatori rapidi CC può raggiungere velocità di ricarica fino a 100 km in 5 minuti, con miglioramenti ancora in arrivo. I veicoli elettrici che fanno questo ora includono Porsche Taycan, Mercedes EQS e Tesla a lungo raggio, oltre alla Hyundai Ioniq 5 in arrivo.

Per aiutare a comprendere questo nuovo paradigma di ricarica per veicoli elettrici, ho messo insieme la seguente tabella per una Hyundai Kona e una Hyundai Ioniq 5.

Note sulla tabella:

Tutti i tempi sono solo stime e non approvati dal produttore.

  1. Supponendo un'efficienza di 15 kWh/100 km.
  2. Kona ha una velocità massima di ricarica CA di 7,4 kW.
  3. La velocità CA trifase di Ioniq 5 è di 11 kW.
  4. La velocità di ricarica CC massima di Kona è di 70 kW.
  5. La velocità di carica CC massima di Ioniq 5 è di 220 kW.
  6. All'80%.

E questo è tutto! I veicoli elettrici sono davvero semplici, molto più semplici dei loro predecessori ICE.

Questo li rende sia meno costosi da mantenere che meno soggetti a guasti. Anche l'esaurimento del "carburante" è anche più facile da rimediare:non devi aspettare che arrivi l'associazione automobilistica locale o camminare per trovare una stazione di servizio e tornare con una latta di carburante da 4 litri disordinata e un imbuto.

Tutto ciò che serve è trovare la presa di corrente più vicina e collegarla per un breve periodo per ottenere una carica sufficiente per raggiungere il caricabatterie rapido CC più vicino.

Con l'Australia che sta per superare il 2% delle vendite di veicoli elettrici, sono molto lieto di dare il benvenuto alla prossima generazione di proprietari di veicoli elettrici:gli Early Adopters. Non vedo l'ora di incontrarti sulle strade... e di fare molti, molti altri nuovi amici.

Note:

  1. Solo elettrico. Significa che il veicolo può guidare utilizzando il solo motore elettrico senza che l'ICE sia in funzione.
  2. La BMWi3 REx è l'eccezione con un'autonomia di 200 km solo elettrica per la versione da 120 Ah.