Sperimentare su un unico veicolo/laboratorio la ricarica veloce, bidirezionale e senza cavi. E’ questo l’obiettivo del rivoluzionario progetto di Mercedes-Benz con il veicolo elettrico ELF, che unisce tecnologie di ricarica MCS, CCS, bidirezionale, induttiva e robotica in un unico ecosistema sostenibile.
Un nuovo approccio alla ricarica elettrica
ELF è un acronimo derivato dal termine tedesco Experimental-Lade-Fahrzeug, che si traduce appunto in veicolo di ricarica sperimentale. ELF è dotato di due sistemi di ricarica rapida paralleli: il connettore MCS (Megawatt Charging System) e il connettore CCS (Combined Charging System). Il primo, che consente capacità di ricarica nell’ordine dei megawatt, viene utilizzato nell’ELF per testare la resilienza termica e i limiti di prestazione di batterie ad alta tensione, elettronica di potenza, cavi di ricarica e altri componenti in condizioni estreme. I risultati vengono poi integrati nello sviluppo di veicoli a lunga percorrenza e soluzioni per flotte con tempi di inattività brevi. Il secondo, usato come standard per le autovetture per provare cavi, connettori, raffreddamento e controllo della carica in condizioni quotidiane, viene invece testato per creare una capacità di ricarica ancora più elevata. L’ELF può raggiungere una capacità di ricarica fino a 900 kW: ciò significa che 100 kWh possono essere ricaricati in 10 minuti. Il veicolo simula gli scenari tipici che si verificano nell’uso quotidiano, ad esempio nelle stazioni di ricarica rapida lungo le autostrade o nelle aree urbane. I componenti utilizzati, come la batteria, il controllo della carica e l’hardware CCS, sono già vicini alla produzione di serie e saranno incorporati nei futuri modelli Mercedes‑Benz.
Questa doppia strategia consente da un lato di sviluppare la tecnologia futura, dall’altro di migliorare l’esperienza di ricarica attuale. Una dimostrazione pratica la Concept AMG GT XX, capace di assorbire energia sufficiente per 400 km WLTP in 5 minuti, raggiungendo picchi di oltre 1.000 kW.
Ricarica bidirezionale, il veicolo ricarica la rete
L’ELF è poi in grado di eseguire la ricarica bidirezionale, sia in corrente alternata che in corrente continua.
La corrente alternata consente l’alimentazione di dispositivi elettrici (V2L) e il ritorno dell’energia tramite una wallbox CA bidirezionale direttamente nella rete domestica, per applicazioni come Vehicle-to-Home (V2H) o Vehicle-to-Building (V2B) o nella rete elettrica pubblica (V2G). Il vantaggio è che l’infrastruttura diventa più conveniente, ma lo svantaggio è che la standardizzazione è più complessa, perché il veicolo deve soddisfare i requisiti di diverse reti elettriche.
La corrente continua consente il recupero diretto dell’energia con una wallbox CC bidirezionale nella rete elettrica pubblica (V2G) e direttamente nella rete domestica o dell’edificio (V2H; V2B), a seconda dell’infrastruttura utilizzata. Il vantaggio è l’elevata efficienza, soprattutto quando si utilizza un inverter ibrido. Un possibile svantaggio potrebbe essere rappresentato dai costi di investimento leggermente più elevati per l’infrastruttura di ricarica.
I vantaggi generali della ricarica bidirezionale
Dal punto di vista pratico la ricarica bidirezionale di una tipica batteria ad alto voltaggio Mercedes Benz in un veicolo elettrico con una capacità di 70-100 kWh può fornire elettricità completamente a una famiglia unifamiliare media per due o quattro giorni (V2H) – ideale in caso di interruzioni di corrente o come integrazione di un impianto fotovoltaico. Inoltre i costi dell’elettricità possono essere notevolmente ridotti: è infatti possibile risparmiare circa 500 euro all’anno, il che corrisponde a circa 10.000 chilometri gratuiti.
Il conto energetico virtuale
Del tutto originale è poi l’approccio del “conto energetico virtuale”. Si tratta della possibilità di utilizzare l’energia solare generata non solo a casa, ma anche in modo flessibile in viaggio. I clienti ricevono crediti energetici in un conto virtuale per l’elettricità in eccesso del loro impianto fotovoltaico e per la ricarica e la scarica domestica rispettose della rete. I crediti accumulati possono essere utilizzati in modo flessibile in un secondo momento, a casa o in viaggio presso le stazioni di ricarica pubbliche Mercedes-Benz.
Il prerequisito tecnologico sarebbe un ecosistema chiuso e una profonda integrazione del veicolo, dell’infrastruttura di ricarica e della piattaforma cloud. Con il progetto MB. CHARGE, Mercedes‑Benz dispone già di una dorsale digitale che collega i punti di ricarica, i flussi di energia e i profili utente, consentendo un controllo e una fatturazione intelligenti indipendentemente dalla posizione del processo di ricarica. Ora sarebbe necessario creare un quadro normativo adeguato per consentire l’uso della ricarica bidirezionale con V2G. Una possibilità potrebbe essere l’esenzione dalle tariffe di rete per l’energia elettrica temporaneamente immagazzinata.
Ricarica induttiva e conduttiva per eliminare i cavi
Con l’ELF Mercedes‑Benz sta anche testando la ricarica senza cavi utilizzando l’induzione. In sostanza l’energia elettrica viene trasferita al veicolo senza un collegamento fisico tramite un sistema di ricarica integrato nel terreno. Questa tecnologia rende la ricarica più comoda e praticamente invisibile.
Il veicolo sperimentale è dotato di un sistema di carica induttiva basato sul principio della risonanza magnetica. La potenza di ricarica è attualmente di 11 kW in corrente alternata (AC), che corrisponde a una tipica wallbox. Nell’ambito del progetto, la tecnologia è in fase di test per l’usabilità quotidiana, l’efficienza e la compatibilità con diverse altezze e posizioni dei veicoli.
Altro sistema in prova è la ricarica conduttiva automatizzata. Ideale per spazi stretti e applicazioni premium, utilizza speciali piastre di ricarica nel pavimento che comunicano con il veicolo ed aiutano il conducente a parcheggiare correttamente il veicolo, avviando poi il processo di ricarica con l’infrastruttura nascosta nella pavimentazione. L’energia viene trasferita tramite un collegamento fisico diretto, utilizzando un connettore nel pianale del veicolo. La potenza di ricarica è attualmente di 11 kW AC. In questo modo i conducenti non devono collegare o scollegare i cavi, il che aumenta significativamente il comfort e la facilità d’uso. Inoltre il rischio di usura dei cavi e i possibili pericoli elettrici sono ridotti al minimo. Infine l’infrastruttura di ricarica nel pavimento richiede meno spazio rispetto alle stazioni di ricarica tradizionali ed è anche esteticamente più apprezzabile.
La ricarica automatizzata con la robotica
Ultima sperimentazione è la robotica applicata alla ricarica. Con correnti sempre più elevate, collegare fisicamente i cavi diventa impegnativo. Mercedes sta quindi sviluppando sistemi automatici indirizzati alle flotte, contesti senza barriere e segmenti premium.
Questi sviluppi sono legati alla Mercedes-Benz Charging Network, una rete di ricarica rapida di proprietà del marchio con particolare attenzione alla convenienza, all’affidabilità e al servizio premium per i conducenti di veicoli elettrici di tutte le marche.
