Che cos'è la ricarica wireless dei veicoli elettrici?

L'alimentazione wireless è stata teorizzata da Nikola Tesla già nel 1895 e, sebbene il fisico non abbia potuto vederlo con i suoi occhi, nel 2012 questo tipo di alimentazione, detta anche ricarica induttiva, è diventata realtà grazie al lancio del Nokia 920, il primo smartphone disponibile in commercio a offrire funzionalità di ricarica wireless integrate.

Se quindi i telefoni cellulari, che utilizzano batterie agli ioni di litio, possono ricaricarsi in modalità wireless, perché non dovrebbe valere lo stesso anche per i veicoli elettrici?

Diamo un'occhiata più da vicino…

Che cos'è la ricarica wireless?

La ricarica wireless, o induttiva, consiste nel trasferimento di energia senza l'uso di cavi o fili. Non è chiaro quando sia stata utilizzata per la prima volta la ricarica induttiva, ma la maggior parte delle fonti indica la fine del XIX secolo. Tuttavia, dalla fine del XIX secolo sono cambiate molte cose e oggi esistono diversi metodi di ricarica induttiva.

Ecco quelli principali:

• Basi di ricarica, che utilizzano una ricarica induttiva elettromagnetica strettamente accoppiata

• Contenitori di ricarica, che utilizzano una ricarica induttiva elettromagnetica debolmente accoppiata

• Radiofrequenza (RF) non accoppiata

Come avrai capito, la parola chiave è elettromagnetica e, se ti interessa sapere come funziona, i nostri amici di Computer World lo spiegano molto bene:

Viene utilizzata un'antenna loop magnetica (bobina di rame) per creare un campo magnetico oscillante, che può creare una corrente in una o più antenne riceventi. Se si aggiunge una capacità adeguata in modo che i loop risuonino alla stessa frequenza, la quantità di corrente indotta nelle antenne riceventi aumenta. Si tratta di una carica induttiva risonante, o risonanza magnetica, che consente la trasmissione di potenza a distanze maggiori fra trasmettitore e ricevitore e aumenta l'efficienza. Anche le dimensioni della bobina influiscono sulla distanza di trasferimento della potenza. Più grande è la bobina, o più bobine ci sono, maggiore è la distanza che una carica può percorrere.

Come funziona la ricarica wireless nei veicoli elettrici?

Anche se non ci piace paragonare i telefoni cellulari ai veicoli elettrici (la batteria di questi ultimi dura molto di più), per la ricarica wireless faremo un'eccezione, poiché il processo è molto simile.

Per quanto riguarda i telefoni cellulari, basta posizionarli su una piccola base di ricarica. Lo stesso vale per i veicoli elettrici, con la differenza che la base di ricarica è molto più grande. Se il veicolo e la base di ricarica sono compatibili, la ricarica dovrebbe iniziare in pochi secondi. Proprio come Plug & Charge, questa tecnologia avrebbe bisogno di un "intermediario" tra il produttore del veicolo e l'hardware della stazione di ricarica, che comunichi tra i due, avvii/arresti la sessione di ricarica e fatturi correttamente.

Questo è esattamente ciò che Octopus Electroverse offre attualmente ai membri della community dotati di veicoli compatibili con Plug & Charge.

Naturalmente, questa descrizione dipinge la ricarica wireless dei veicoli elettrici sotto una luce molto semplice, che non corrisponde propriamente alla realtà.

Come vedremo più avanti, attualmente non esiste una standardizzazione della ricarica wireless per i veicoli elettrici, il che può complicarne l'implementazione. Se vuoi un esempio di scostamento dallo standard, basta guardare il design della spina della Tesla, completamente diverso da quello di altri produttori, il che significa che i conducenti di Tesla devono usare un adattatore quando ricaricano presso altri fornitori. Siamo d'accordo sul fatto che non sia la fine del mondo, ma è certamente un fastidio e richiederà una standardizzazione prima del rilascio commerciale.

Esistono progetti pilota per la ricarica wireless dei veicoli elettrici?

Sì, in tutto il mondo sono in corso diverse sperimentazioni per testare la ricarica wireless, in particolare con Genesis e Volvo:

Iniziamo da Genesis:

Nell'aprile del 2023, Genesis ha annunciato che il suo progetto pilota di ricarica wireless era già ben avviato in Corea del Sud e che sarebbe stato completato nel giugno dello stesso anno. L'idea alla base della sperimentazione era quella di fare luce sulla praticabilità dell'introduzione di questa tecnologia e di evidenziarne gli ostacoli.

Durante la sperimentazione, sono state installate 23 basi di ricarica in tutta la Corea del Sud (una delle quali presso la sede centrale di Genesis) con accesso wireless aperto ai veicoli GV60 e eGV70. Prima della sperimentazione, i veicoli sono stati aggiornati con un software di parcheggio per aiutare il conducente a parcheggiare correttamente sopra la base di ricarica in modo da poter avviare la carica.

Quando la sperimentazione si è conclusa nel giugno 2023, ha suscitato reazioni contrastanti all'interno del team Genesis. Nonostante il software e l'hardware di ricarica wireless siano stati un successo, la velocità di ricarica, con il suo massimo di 11 kW, ha destato qualche preoccupazione.

A questa velocità, infatti, una Volkswagen ID.3 (batteria da 77 kWh) impiegherebbe circa 4,5 ore per ricaricarsi dal 20 all'80%.

Alla fine, il responsabile del prodotto di Genesis, Marc Choi, ha deciso che la tecnologia non era del tutto adeguata e il team Genesis è tornato a lavorare su velocità di ricarica più elevate prima di annunciare una data di rilascio.

Passiamo a Volvo:

Questo progetto pilota è iniziato a marzo 2022, ma a differenza di Genesis, è ancora in corso. Fino alla metà del 2025, Volvo ha invitato i taxi XC40 della società Cabonline a ricaricare in modalità wireless a Göteborg, in Svezia, e a monitorare i progressi.

Sebbene Volvo non abbia comunicato la quantità di caricatori wireless installati e in fase di test, ha dichiarato che la velocità di ricarica sarà fino a 40 kW, quasi 4 volte la velocità dei caricatori Genesis:

La stazione di ricarica invia l'energia attraverso la base di ricarica, che viene captata da un'unità di ricezione nell'auto. Per allineare facilmente l'auto alla base di ricarica, Volvo Cars utilizzerà il suo sistema di telecamere a 360 gradi. Per le auto XC40 Recharge completamente elettriche la potenza di ricarica wireless sarà superiore a 40 kW, rendendo la velocità di ricarica circa quattro volte superiore a quella di un caricatore cablato da 11 kW a corrente alternata e quasi altrettanto veloce di un caricatore rapido cablato da 50 kW a corrente continua.

In totale, le auto Volvo saranno utilizzate per più di 12 ore al giorno e percorreranno 100.000 km all'anno, cosa che fa di questo test il primo test di durata delle auto Volvo completamente elettriche in uno scenario di utilizzo commerciale.

Quali sono le sfide della ricarica wireless nei veicoli elettrici?

1. Assenza di standard comuni per la ricarica wireless 

• Questa è forse la sfida più grande. Fino a quando non verrà creata una standardizzazione per la ricarica wireless, questa deve essere approcciata con cautela. Per standardizzazione si intende la messa a punto di hardware e software a prova di futuro, in modo da garantire l'accesso a tutti i veicoli elettrici, non solo a marche e modelli specifici.

2. Velocità di ricarica inferiori

• Attualmente la velocità massima della ricarica wireless è di 40 kW, una velocità sufficiente, ma considerato che altri caricatori cablati raggiungono i 350 kW, la ricarica wireless deve accelerare il passo.

3. Costi di realizzazione più elevati

• Sebbene Genesis e Volvo non abbiano reso noti i costi della ricarica wireless, si può presumere che la tecnologia sia più costosa da realizzare (e potenzialmente da mantenere). Questo potrebbe significare che anche i tempi di realizzazione saranno più lunghi.

Qual è il futuro della ricarica wireless nei veicoli elettrici?

Sebbene la ricarica wireless per i veicoli elettrici sia decisamente all'orizzonte, mancano ancora alcuni anni prima che diventi commercialmente fattibile.

Con la sperimentazione di Volvo ancora in corso, e con altre che sicuramente si aggiungeranno, è importante che i test necessari continuino e che venga creata una standardizzazione a prova di futuro.

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