Ormai, chiunque possiede uno smartphone. E ormai, da qualche anno non è strano ricaricare il proprio device wireless, grazie alla ricarica induttiva. Questa tecnologia, in realtà non così complicata come si può pensare, è già stata adattata a moltissimi dispositivi, non solo a telefoni e tablet, ma anche agli smartwatch più diffusi. Con questa premessa, ci sorge spontanea una domanda: come sarebbe ricaricare anche la nostra auto elettrica parcheggiata in garage, nel vialetto di casa, o addirittura in movimento utilizzando la ricarica wireless per le auto?
L’elettricità wireless che cambierà il mondo
La ricarica wireless per le auto non è nient’altro che un modo di ricaricare le batterie del veicolo elettrico senza fili o cavi. Immaginate dunque di essere in autostrada con la vostra nuova auto elettrica: la batteria si sta esaurendo dopo che avete percorso il range limite dichiarato dalla casa e decidete di fermarvi alla prima stazione di servizio fornita di colonnine di ricarica elettriche. Quello che farete una volta fermato il veicolo sarà collegare il cavo alla spina nel “serbatoio” della vostra vettura e attendere che la ricarica sia completa. Per chi possiede o possiederà nel prossimo futuro un’auto elettrica, questo sistema di ricarica rappresenta qualcosa di molto diffuso e più passano gli anni – data la continua crescita del mercato dell’elettrico – più diventerà la nuova normalità. Ma se non ci fosse bisogno di fili?
Ad essere del tutto sinceri, la tecnologia che sta alla base delle ricariche wireless non è di certo una scoperta recente, in quanto sfrutta magneti, motori e trasformatori per generare un campo magnetico che, muovendosi attraverso l’aria, interagisce con una bobina installata all’interno del veicolo che permette il passaggio di corrente e, quindi, la conseguente ricarica.
La ricarica wireless induttiva
Questa tipologia di ricarica per auto elettriche è anche conosciuta come ricarica induttiva. Il sistema, con i debiti perfezionamenti, potrebbe diventare presto il metodo di ricarica più diffuso. Per intenderci, si tratta del sistema di ricarica che tutti noi siamo abituati a utilizzare per il nostro smartphone. Per le auto elettriche significherebbe non trovare più le colonnine di ricarica in autostrada o nelle stazioni di servizio, ma semplicemente delle placche di ricarica installate a pavimento dove basta parcheggiare la macchina per “fare il pieno” di corrente.
Il vantaggio principale è l’assenza del cavo, in quanto si tratta di un semplice stallo dedicato proprio alla ricarica induttiva. Applicato alle case di proprietà, questo significherebbe un miglioramento notevole dell’area di ricarica, non avendo bisogno di cavi e impianti industriali a vista.
Tuttavia, il sistema non è perfetto: infatti, la perdita di efficienza durante il trasferimento di energia dalla placca di ricarica alla vettura è notevole se comparata alla classica ricarica col cavo e cresce esponenzialmente quando la quantità di energia da trasferire è notevole, come lo sarebbe nel caso della ricarica wireless per un’automobile. Inoltre, l’allineamento tra la piastra di ricarica e la batteria deve essere molto preciso e non è semplice trovare una soluzione facilmente applicabile alle auto elettriche. Con gli smartphone, Apple in particolare ha risolto con il brevetto MagSafe: gli iPhone di ultima generazione, infatti, hanno un magnete sulla batteria che permette l’allineamento tramite campo magnetico con il dock di ricarica, rendendo la ricarica più veloce ed efficiente. Ovviamente, questo sistema è facilmente implementabile su un device portatile ma, per via delle dimensioni, non esattamente una soluzione a lungo termine per una vettura elettrica.
Il sistema descritto è in fase di sperimentazione avanzata per diverse case automobilistiche e funziona prevalentemente con due piastre: una montata sulla parte inferiore dell’auto e la seconda installata in garage o in un punto di ricarica sul manto stradale. La vicinanza tra le due placche crea un campo magnetico che permette la ricarica wireless tramite un trasferimento di potenza di 3.6 kW e un’efficienza del 90%.
L’obiettivo di questo progetto è di incrementare la potenza a 7 kW e cercare di avvicinarsi il più possibile a un’efficienza del 100%. I test sono stati molto incoraggianti: per una ricarica completa di una batteria da 8.7 kWh sono bastate due ore. In fase di sviluppo è poi anche un sistema di allineamento della piastra del veicolo con quella a terra, tramite un sistema automatico di movimento della piastra veicolo che sfrutta il campo magnetico per far partire in automatico la ricarica wireless dell’auto.
La ricarica a risonanza magnetica
Un altro tipo di ricarica wireless in fase di sviluppo è quella a risonanza magnetica, un sistema con una frequenza di 85 kHz e una potenza di 2 kW. Con questa tecnologia, la ricarica di una batteria è molto più efficiente e si parla di ricarica completa wireless per una batteria di 8.7 kWh in circa 90 minuti. Anche in questo caso, però, è in fase di sviluppo un sistema per l’allineamento automatico delle due piastre durante l’operazione di parcheggio.
La ricarica wireless a lunga distanza
In Nuova Zelanda, una start up nata da poco sta sviluppando un sistema in partnership col governo che permetterebbe di dire addio a tralicci, cavi sospesi e linee elettriche non solo per quanto riguarda la ricarica wireless delle auto elettriche, ma anche per tutte le altre applicazioni tecniche che necessitano di un trasporto di energia elettrica a lunga distanza.
Questa tecnologia, che molti definirebbero quasi fantascientifica è, in realtà, basata su sistemi analogici molto diffusi in altre applicazioni: le antenne. L’idea è quella di creare una rete di antenne rettificatrici chiamate “Rectennas”, che trasmettono a lunghe distanze microonde di elettricità. Queste antenne funzionerebbero in pratica come un hotspot di internet, solo che, al posto di trasmettere il segnale con cui noi tutti navighiamo online quando connessi al wi fi, trasmette energia elettrica.
Benché questi waypoint sarebbero dei pali, si risparmierebbe comunque la presenza di linee elettriche. Dal punto di vista paesaggistico è molto più semplice “nascondere” dei semplici pali che le classiche linee elettriche a cui siamo tutti abituati da anni. L’efficienza di trasmissione di questo sistema è elevatissima e permetterebbe, secondo alcune simulazioni di alto livello, di portare l’energia elettrica ovunque, anche nelle zone più isolate dei diversi territori (molto tipici in Nuova Zelanda) che non possono sostenere tralicci e a cui non arriva l’elettricità in modo tradizionale. A livello ecologico, inoltre, questo sistema è all’avanguardia in quanto non perde radiazioni durante la trasmissione wireless dell’energia elettrica e potrebbe davvero cambiare il modo in cui si affronta, la “questione ecologica”. Per la ricarica wireless delle auto, pensate a quanto sarebbe molto più semplice, e allo stesso tempo rivoluzionario, applicare questo sistema nelle varie reti autostradali del mondo!
La ricarica wireless in movimento
Sempre rimanendo in tema ricarica wireless per auto a lunga distanza, il motorsport è ancora l’ambito di sperimentazione di nuove tecnologie che, in futuro, verranno applicate sulle auto utilizzate nella vita di tutti i giorni. Come una volta la Formula 1 rappresentava il campo sperimentale per la ricerca scientifica in ambito automotive, oggi è la Formula E a sperimentare le innovazioni per il futuro del trasporto veicolare. Infatti, già da anni, grazie alla partnership con Qualcomm (azienda leader nel mondo per le tecnologie wireless, 3G, 4G e 5G), utilizza la ricarica wireless per la ricarica delle monoposto alla fine della pit lane in qualunque momento, non essendo legate da nessun cavo elettrico per il sostentamento della batteria.
Questa è la ragione per cui molte case automobilistiche hanno già iniziato a trasferire la ricarica wireless alle loro vetture di serie, anche se ancora in fase sperimentale. Il passo successivo per gli organizzatori della Formula E sarà la ricarica in movimento. Questa potrebbe rappresentare la soluzione a lungo termine che risolve il problema della scarsa autonomia, in termini di distanza, che le auto elettriche hanno ad oggi. Facciamo un esempio pratico dei progressi fatti negli ultimi anni: dalla prima stagione della Formula E quando a metà gara si cambiava vettura per permettere ai piloti di portare a termine la gara, le batterie sono diventate molto più efficienti e nelle ultime stagioni questo non rappresenta più un problema: le monoposto riescono a coprire ormai la distanza di gara con una singola ricarica.
Ma proviamo ad andare ancora oltre, provando a immaginare di poter fare “il pieno” di energia elettrica senza fermarci e riuscendo quindi a guidare per diverse ore consecutive. L’applicazione della ricarica wireless in movimento per le auto elettriche sarebbe una vera svolta per la ricarica in autostrada e, soprattutto, in termini di ecosostenibilità, risolvendo di fatto il problema più grande dei powertrain elettrici: la portata in termini di distanza percorribile con una singola ricarica della batteria.
Prima di chiudere, vogliamo dedicare queste ultime righe a consigliarvi uno strumento secondo noi molto interessante per chi possiede un’auto elettrica o plug in hybrid, 100% made in italy: si tratta del servizio di ricarica E-Gap, che permette di prenotare comodamente la ricarica della tua auto nel giorno, orario e postazione che preferisci tramite app. Una volta conclusa la prenotazione, una van raggiunge l’auto ed eroga la ricarica. Al momento, il servizio è attivo a Roma, Milano e Bologna (presto arriverà anche a Torino) mentre all’estero si può già trovare a Parigi e, prossimamente, anche a Madrid.