Come funziona la ricarica wireless dei veicoli elettrici?

Ormai siamo tutti abbastanza abituati alla ricarica wireless dei nostri smartphone, ma se potessi caricare un’auto elettrica allo stesso modo? La tecnologia è attualmente in fase di sviluppo: molto presto tutto ciò di cui potresti aver bisogno per caricare la tua Tesla è parcheggiarla.

Come funziona la ricarica wireless dei veicoli elettrici

La ricarica wireless dei veicoli elettrici funziona in modo simile a come vengono caricati gli smartphone, utilizzando l’induzione magnetica. La carica induttiva funziona creando un campo elettromagnetico in un’area, solitamente attraverso una bobina metallica carica, che crea una corrente in un’altra area abbastanza vicina da essere influenzata da quel campo. Poiché il campo elettromagnetico crea una corrente, non è necessario alcun cavo per trasferire l’energia.

Negli smartphone, il processo funziona con magneti o pad con cui il telefono deve rimanere in contatto. I veicoli elettrici utilizzano lo stesso concetto di base su scala più ampia con più potenza, consentendo più spazio tra la base di ricarica e il veicolo. Un pad di ricarica a induzione giace a terra e un’auto è parcheggiata sopra di esso. Le telecamere all’interno del veicolo informano il conducente se sono posizionate correttamente sopra la base di ricarica.

Non appena il veicolo viene parcheggiato sopra il pad, il pad di massa e il pad attaccato al veicolo elettrico generano corrente. Il ground pad viene caricato dalla rete, creando un campo elettromagnetico. Il pad di ricarica sul fondo dell’auto risuona con la stessa frequenza magnetica del pad a terra e viene generata una corrente per caricare la batteria dell’auto. A differenza della ricarica dello smartphone, che richiede l’allineamento preciso e il contatto dei magneti, la ricarica induttiva dei veicoli elettrici ha un margine di manovra maggiore: il traferro può essere di pollici anziché di millimetri.

Mentre la ricarica wireless per smartphone fornisce circa l’80% di trasferimento di potenza, la ricarica wireless per veicoli elettrici afferma di essere molto migliore. Tech YouTuber Matt Ferrell, in uno dei suoi video , ha parlato con WiTricity , azienda che produce tecnologia di ricarica wireless per veicoli elettrici. Il CEO dell’azienda afferma che le sue apparecchiature di ricarica wireless hanno un’efficienza di circa il 99%. Sarebbe più o meno come collegarsi a una stazione di ricarica oa casa.

Ciò è sorprendente poiché prevediamo una perdita di efficienza dovuta alla ricarica wireless anziché alla rete. Ma altri dati sembrano supportare questo livello di efficienza di ricarica. Il Green Technology Acceleration Center del Rochester Institute of Technology, in collaborazione con la società di ricarica wireless HEVO, ha condotto uno studio che mostra che l’efficienza della ricarica wireless dei veicoli elettrici nei dispositivi prototipo era del 95%. La ricarica wireless fino a 120 kW con un’efficienza del 97% è stata condotta nel 2018 presso l’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) del Dipartimento dell’energia.

Questo non significa che domani caricheremo tutti le nostre Tesla in modalità wireless; la tecnologia è ancora in fase di test. Ma WiTricity ha già aggiornato diversi modelli di veicoli elettrici con la sua tecnologia, che secondo quanto riferito sta funzionando bene. Anche molti altri paesi lo stanno testando e stanno lavorando a una soluzione per il mercato di massa. Se saranno sufficientemente migliorati per essere implementati per l’adozione di massa, i kit di ricarica wireless per i modelli attuali diventeranno ampiamente disponibili e i nuovi veicoli elettrici avranno funzionalità di ricarica wireless integrate.

Ciò potrebbe fornire, come ha affermato Ferrell nel suo video, maggiore autonomia per le auto a guida autonoma con parcheggio automatico. Se potessero ricaricarsi attraverso i pad integrati nei parcheggi o nelle strade, non avrebbero bisogno dell’interazione umana per completare i loro compiti durante il giorno. Dopotutto, le auto dell'”ultimo miglio”, ad esempio, possono essere ricaricate parcheggiando o guidando tramite pad di ricarica wireless e non avranno bisogno di essere collegate durante il giorno, sebbene siano necessari ulteriori miglioramenti nella tecnologia di guida autonoma prima ancora che ciò sia possibile. vicino alla realtà.

Inoltre, la Cornell University sta già lavorando su caricabatterie wireless che possono essere impiantati nel vialetto e caricare l’auto durante la guida. La Drexel University sta anche sviluppando una tecnologia di ricarica wireless che può essere integrata nelle strade e tollerare meglio il disallineamento tra i pad di ricarica.

Resta da vedere il costo di portare tale tecnologia sulle strade su larga scala e potrebbe impedire che le strade di ricarica wireless diventino tradizionali, anche se proibitive. Gli Stati Uniti non hanno un track record molto buono quando si tratta di mantenere le nostre strade e ponti attuali, ma con il Congresso che ha recentemente approvato un importante disegno di legge sulle infrastrutture, speriamo che la tendenza migliori.

Problemi con la ricarica wireless dei veicoli elettrici

Uno dei grandi ostacoli alla ricarica wireless di massa è il costo. Al momento in cui scrivo, WiTricity ha riferito che una delle loro stazioni di ricarica wireless costa circa $ 700. Ma calcolare il costo reale al momento è difficile perché la tecnologia è così nuova. Dipende se si tratta di potenziare un veicolo o di equipaggiare l’intera flotta. Secondo Eco Experts , l’installazione di più pad su un grande autobus elettrico costerà di più rispetto a dotare una berlina di un’auto elettrica convenzionale con la ricarica wireless. La conclusione è che, al momento in cui scriviamo, la tecnologia di ricarica wireless costerà molto di più rispetto alla creazione di una stazione di ricarica cablata per uso personale.

Ci auguriamo che man mano che le tecnologie migliorano e diventano più diffuse sul mercato, questo prezzo diminuirà. Per ora, tuttavia, questa rimane più una novità costosa che una soluzione pratica per molti conducenti di veicoli elettrici. A ciò si aggiunge il fatto che attualmente non ci sono molte infrastrutture per la ricarica wireless dei veicoli elettrici.

La velocità di ricarica è un altro ostacolo. Quando questa tecnologia è diventata popolare per la prima volta alcuni anni fa, forniva solo circa 3,5 kW di potenza, secondo Green Car Reports. Al momento della stesura di questo articolo, tale velocità è aumentata a 11 kW, il che è sufficiente per aggiungere circa 34 miglia di potenza all’ora di ricarica alla batteria. È abbastanza veloce, soprattutto se rimarrai parcheggiato per un po’, ma è lontano dalla tua stazione di ricarica rapida DCFC media.

Dovrà anche affrontare alcuni problemi di sicurezza, come cosa succede se qualcosa di metallico entra in contatto con il pad di ricarica quando è attivo. Poiché una corrente elettrica viene fatta passare attraverso il tappetino, l’oggetto metallico si surriscalda e potrebbe provocare un incendio.

Per risolvere questo problema, i produttori creano dispositivi a tolleranza d’errore. Nel video di Ferrell, il CEO di WiTricity ha spiegato che se viene rilevato un oggetto come una lattina di metallo o un gatto che è strisciato sotto un’auto per cercare di riscaldarsi, il caricabatterie si spegnerà e invierà una notifica al telefono. Se una persona si avvicina troppo alla base di ricarica, anche questa si spegne. Il sito Web WiTricity descrive queste precauzioni in modo più dettagliato.

Quali sono le prospettive per la ricarica wireless dei veicoli elettrici

La ricarica wireless per veicoli elettrici, in fase di sviluppo intorno al 2007, potrebbe finalmente diventare mainstream nei prossimi anni. La Society of Automotive Engineers (SAE) ha ratificato lo standard di ricarica wireless per i veicoli elettrici nel 2020, segnalando che potrebbe essere introdotto nel mercato di massa. Una volta che i produttori testeranno e svilupperanno correttamente la tecnologia, probabilmente inizieremo a vedere la ricarica wireless diventare uno standard per i veicoli elettrici.

Ci vorrà del tempo prima che l’infrastruttura raggiunga questa idea e i kit di retrofit per i modelli precedenti diventino disponibili per il consumatore medio. Ma questo è un passo in una direzione interessante.