Effettuare la ricarica elettrica wireless è una possibilità che sta generando un forte interesse. La possibilità di “fare il pieno” all’auto elettrica, senza fili e senza spina, è confortevole e si candida a valida alternativa alla ricarica elettrica tradizionale.
La ricarica wireless si basa sul principio di induzione elettromagnetica, sfruttando un campo elettromagnetico per trasferire corrente elettrica senza l’uso di un conduttore fisico.
Secondo le stime di Statista e Next Move Strategy Consulting il valore globale di mercato del wireless charing passerà da 17,5 miliardi di dollari, del 2021, a 185,9 miliardi di dollari entro il 2030.
Il mondo della ricerca ci sta lavorando da anni e proprio di recente si è raggiunto un nuovo, importante, traguardo.
Negli Stati Uniti, un team di ricercatori dell’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) ha dimostrato che un’automobile può essere ricaricata in modalità wireless a 100 kW con un’efficienza del 96%, utilizzando bobine di accoppiamento elettromagnetico polifase con campi magnetici rotanti.
Il sistema brevettato dallo staff del Laboratorio USA ha trasferito l’energia a una Hyundai Kona elettrica utilizzando campi elettromagnetici, un processo simile alla ricarica wireless che si impiega per lo smartphone o per lo spazzolino elettrico.
Gli scienziati dell’ORNL hanno affermato di aver raggiunto la più alta densità di potenza al mondo per un sistema di ricarica wireless per questa classe di veicoli. La tecnologia messa a punto da loro raggiunge densità di potenza “8-10 volte superiori rispetto alla tecnologia a bobina convenzionale e può aumentare lo stato di carica della batteria del 50% in meno di 20 minuti“, ha affermato Omer Onar, membro del team di ricerca, aggiungendo che si tratta “di un risultato rivoluzionario e apre le porte a una ricarica wireless rapida ed efficiente per i veicoli elettrici passeggeri”.
Quanto realizzato dagli scienziati dell’Oak Ridge National Laboratory conferma il dinamismo che c’è nel settore, confermato anche dalle ultime mosse di Tesla e di altre Case auto (di cui parleremo più avanti) e dalle prove in atto.
Una sperimentazione esemplare è andata in scena a Detroit, lo scorso gennaio. Nella città simbolo del settore automobilistico è stata varata la prima strada elettrica wireless negli Stati Uniti, che consente ai veicoli elettrici di ricaricarsi durante la guida.
Secondo il Dipartimento dei trasporti del Michigan, il tratto di strada (400 metri circa) verrà utilizzato per testare e perfezionare la tecnologia prima di renderla disponibile al pubblico entro pochi anni.
La tecnologia si avvale di bobine di ricarica induttiva che permettono ai veicoli dotati di ricevitori di caricare le batterie durante la guida o in parcheggio.
A metterla a punto è l’azienda israeliana Electreon, sviluppatrice di soluzioni di ricarica wireless per veicoli elettrici. L’azienda ha contratti per strade simili in Israele, Svezia, Germania e in Italia.
In Svezia Electreon è l’artefice del progetto Smartroad Gotland: si presenta sotto forma della prima strada elettrica pubblica wireless induttiva al mondo per veicoli pesanti. Lunga 1,6 chilometri, rappresenta un ulteriore sviluppo della tecnologia DWPT.
Nel nostro Paese Electreon ha firmato nell’ottobre 2020 un Memorandum of Understanding con la società Brebemi per installare il sistema stradale di ricarica elettrica wireless in progetti infrastrutturali in Italia. Un mese dopo, ha annunciato l’inizio del progetto pilota “Arena del Futuro” a Chiari (Brescia), di proprietà Stellantis. “Questo progetto dimostra come una strada a pedaggio può essere trasformata in una risorsa di ricarica invisibile condivisa per veicoli elettrici”, ha spiegato in una nota la società.
La stessa Stellantis ha fatto sapere che nel circuito sperimentale è stata messa in campo la tecnologia Dynamic Wireless Power Transfer (DWPT), capace di ricaricare i veicoli elettrici mentre percorrono corsie stradali dedicate opportunamente attrezzate.
Il DWPT è un sistema costituito da bobine disposte sotto il manto di asfalto: esse trasferiscono energia direttamente ad auto, camion e autobus senza necessità di fermarsi alle apposite stazioni per ricaricare la batteria. Come spiegato in una nota da Stellantis, “la tecnologia può essere adattata a tutti i veicoli dotati di uno speciale ricevitore in grado di trasferire l’energia proveniente dall’infrastruttura stradale direttamente al motore elettrico, estendendo l’autonomia e salvaguardando la carica della batteria del veicolo”.
Sull’opportunità di sfruttare la ricarica elettrica wireless si sono interessate diverse Case automobilistiche, come Tesla, Toyota, BMW e Ford.
Tesla si è fatta notare per aver acquisito e rivenduto pochi mesi dopo la startup Wiferion, specializzata in soluzioni di ricarica wireless per robot mobili autonomi e a guida automatica (AMR e AGV). La mossa della società di Elon Musk è stata interpretata come volontà di acquisire conoscenza, più che la società in sé. Secondo quanto riportato da The Robot Report, gli ingegneri di Wiferion rimarranno presso Tesla, vantando una vasta esperienza nella trasmissione di energia wireless ad alta potenza.
Toyota, invece, ha stipulato un accordo con Electreon per sviluppare in maniera congiunta una tecnologia avanzata di ricarica wireless basata sulla tecnologia della società israeliana. Dell’accordo fa parte la società del gruppo giapponese, Denso Corporation, specializzata nella produzione di sistemi integrati e componenti automobilistici.
Nell’accordo sono comprese attività di sviluppo sinergico di un kit wireless aftermarket per gli attuali veicoli elettrici in modo da utilizzare già oggi la tecnologia di ricarica wireless. Si vuole anche puntare all’integrazione della tecnologia wireless nelle nuove auto immesse sul mercato. Oltre a collaborare per definire la standardizzazione della ricarica wireless dei veicoli elettrici, l’accordo prevede la promozione di un progetto pilota congiunto in Giappone, negli Stati Uniti o in Unione Europea.
BMW e Ford hanno avviato attività con WiTricity, società specializzata nel settore, fondata nel 2007 per commercializzare una tecnologia per l’elettricità wireless inventata e brevettata due anni prima da un team di fisici del MIT. La Casa tedesca già nel 2018 aveva presentato il primo veicolo full hybrid abilitato alla ricarica wireless. La società attiva nel comparto del trasferimento di potenza wireless a distanza ha presentato al CES 2024 una Ford Mach-E predisposta con la versione aggiornata del ricevitore wireless WiTricity Halo. Il dispositivo cattura l’energia dal campo magnetico prodotto dal caricabatterie e converte l’energia in corrente continua per caricare la batteria.
La startup statunitense Hevo sta lavorando con Stellantis e con l’Oak Ridge National Laboratory per testare un sistema wireless da 50 kW sull’ibrida Chrysler Pacific.
Per le case automobilistiche, abilitare la ricarica wireless è ancora poco sostenibile a livello economico e non ci sono ancora stazioni di ricarica che lo rendano un vantaggio interessante per gli acquirenti di auto.
Secondo quanto riportato da Bloomberg, l’amministratore delegato di WiTricity, Alex Gruzen, ha affermato che la capacità di ricarica wireless della sua azienda costerà alle case automobilistiche diverse centinaia di dollari per auto e ai consumatori almeno 2500 dollari per iniziare. Oggi è un costo sensibile, ma lo stesso Ceo prevede che le cifre caleranno nei prossimi cinque anni.
Nel frattempo si lavora a uno standard condiviso. A questo proposito, SAE International, ovvero la Società degli ingegneri del settore automotive, ha definito lo standard J2954. Esso stabilisce una specifica settoriale che pone criteri accettabili per:
Come riportato dalla stessa SAE, il trasferimento di potenza wireless è destinato a diventare un’alternativa alla ricarica conduttiva e promette una ricarica altamente efficiente di veicoli elettrici e ibridi plug-in. Il WPT fissato nel SAE J2954 consente soluzioni di ricarica wireless completamente automatiche per veicoli elettrici e promette alta efficienza ricarica (fino al 93%) di veicoli elettrici e ibridi plug-in.
Il lavoro prosegue. A tale riguardo, SAE ha pubblicato di recente un documento tecnico in cui vengono valutate due metodologie per l’allineamento per il futuro standard SAE J2954:
