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La ricarica wireless per auto elettriche: dai progetti alle sperimentazioni su strada

9 Giugno 2022

La ricarica wireless (o a induzione) per le auto elettriche è una delle tecnologie sulle quali le Case automobilistiche più all'avanguardia stanno investendo per incrementare il mercato dell’elettrico. Gli esperimenti portati a termine finora aprono nuove possibilità per una mobilità più sostenibile in futuro, con l’obiettivo ridurre le emissioni di CO2, e, contestualmente, di bypassare i limiti di una ancora carente distribuzione delle infrastrutture di ricarica sul territorio.

Ricarica wireless per auto: come funziona

Il funzionamento della ricarica wireless per auto è semplice: l’energia non passa da una stazione di ricarica all’auto elettrica tramite un classico cavo ma attraverso campi magnetici. Il sistema si compone di due bobine conduttive (pad), una posizionata a terra e l’altra racchiusa in un più piccolo dispositivo sotto il veicolo, accoppiate elettromagneticamente. Il pad a terra sfrutta il fenomeno dell’induzione elettromagnetica, utilizzata anche – con potenza minore – per le ricariche wireless degli smartphone, e genera campi magnetici alternati che portano correnti al pad di ricezione dell’auto. La ricarica automatica può avvenire con tre velocità: a 3,3 kW, 6,6 kW o 20 kW.

Questo tipo di tecnologia può consentire il collegamento automatico tra auto e rete elettrica, senza strumenti intermediari, sia attraverso i pavimenti di parcheggi o garage sia con il veicolo in movimento grazie ad appositi sistemi posizionati sulle strade. L’opzione di ricarica induttiva dinamica (DWPT, dall’inglese Dynamic Wireless Power Transfer) prevede, infatti, l’installazione di bobine sotto l’asfalto che permettono, attraverso il medesimo principio del mezzo fermo, di ricaricare i veicoli elettrici durante il viaggio.

Gli ostacoli per lo sviluppo della ricarica a induzione

Come per tutte le grandi innovazioni tecnologiche, gli ostacoli da superare per lo sviluppo e la diffusione della ricarica a induzione non sono pochi e toccano diversi aspetti:

  • costi elevati delle infrastrutture: per generare corrente con una potenza così elevata (nettamente superiore a quella della ricarica di uno smartphone) serve un impianto complesso e costoso;
  • spazio e peso del veicolo: i materiali per realizzare le bobine sono anch’essi costosi e pesanti;
  • spreco di energia: si stima che durante la ricarica ci sia una perdita di energia di circa il 10% del totale, anche a causa della necessità di generare correnti alternate ad alta frequenza;
  • emissioni di campi elettromagnetici potenzialmente pericolosi in prossimità della vettura;
  • necessità di precisione massima nel parcheggio: l’auto deve fermarsi esattamente sopra la piastra di ricarica affinché il trasferimento dell'energia sia efficiente e non ci siano perdite.

Un altro tema importante è quello della compatibilità. Perché tutto il sistema funzioni è necessario garantire la compatibilità dei mezzi, tenendo conto delle dimensioni dei veicoli e delle diverse tipologie di bobine. Alcuni modelli ibridi Plug-In hanno infatti una corrispondenza univoca tra pad che non possono funzionare per le auto di altri Costruttori. Nel settore, tuttavia, sono già noti gli standard comuni diramati dalla SAE International, ente di normazione nel campo dell’industria automobilistica e aerospaziale e veicolistica, concordati con le case automobilistiche e le società tecnologiche.

A che punto siamo con la ricarica induttiva per auto elettriche?

Sono diversi i progetti di ricerche e sperimentazioni per la ricarica induttiva delle auto elettriche.

Uno dei più avanzati è quello della compagnia tedesca CES (Continental Engineering Services): secondo il Sole 24 Ore la modalità wireless sviluppata insieme alla startup austriaca Volterio dovrebbe rivoluzionare la ricarica domestica.

Grazie a un robot di ricarica intelligente la comodità del caricatore wireless viene combinata alla velocità di una connessione cablata. In questo caso, il caricatore installato al pavimento comunica con l’unità presente sulla macchina per calcolare e correggere la posizione di parcheggio ideale fino a una deviazione di 30 cm (risolvendo così uno dei punti deboli descritti precedentemente riguardo l’efficienza delle ricariche). La produzione in serie inizierà nel 2024 in Germania e successivamente potrà essere estesa a parcheggi, stazioni di ricarica e flotte aziendali con veicoli elettrici.

Altri test sono finanziati da Hyundai, Kia, Bmw e soprattutto da Volvo: la casa automobilistica ha inaugurato a Göteborg, in Svezia, una stazione di ricarica senza fili dei modelli di XC40 Recharge, taxi della società Cabonline. Come riporta Wired Italia, il test ha la durata di tre anni e il sistema è fornito da Momentum Dynamics, tra le società più importanti nel mondo della ricarica wireless.

E in Italia? Per quanto riguarda il settore pubblico, a Milano ATM ha installato dei charger hi-tech che, attraverso la rete, connettono i filobus al pantografo posizionato sopra e ricaricano il mezzo in otto minuti circa, garantendo un'autonomia di 200 chilometri.
Ma il progetto più interessante a livello nazionale e internazionale è quello di Electreon e riguarda la ricarica a induzione dinamica in autostrada.

L’auto che si ricarica da sola: la tecnologia di Electreon in Italia e all’estero

L’azienda israeliana Electreon, fornitrice di tecnologia di ricarica wireless e su strada di veicoli elettrici (EV) ha reso realtà la visione, futuristica fino a poco tempo fa, delle auto elettriche che si ricaricano da sole. Con la collaborazione delle italiane Stellantis e Iveco, nel 2021 è stato portato a termine un circuito di 1.050 metri in grado di ricaricare i veicoli mentre viaggiano sopra di esso.

La pista è stata realizzata nell’Arena del Futuro, un’area privata dell'autostrada A35 Brescia, Bergamo, Milano utilizzando la tecnologia DWPT. Sotto a una pavimentazione resistente all’usura e ad alta carica induttiva, sono state posizionate bobine lunghe 1,2 metri, alimentate da un impianto da 1 Megawatt. I veicoli vengono ricaricati con una potenza di 25 kW, che in previsione potrebbe salire fino a 45 kW.

Dopo essere stata nominata una delle migliori 100 invenzioni del 2021 secondo il Time, la tecnologia di Electreon è già pronta per sbarcare oltreoceano. Dovrebbe già essere pronto quest’anno un progetto dimostrativo simile a quello italiano a North Logan, nello Utah, grazie all’alleanza con il centro di ricerca americano Aspire (Advancing Sustainability through Powered Infrastructure for Roadway Electrification).

La mobilità elettrica trarrebbe molti vantaggi da questo nuovo tipo di ricarica, non ultimo quello di ridurre la cosiddetta range anxiety, ovvero l’ansia da autonomia della batteria.

Per approfondire altri temi legati al mondo delle auto elettriche e alle alternative di mobilità sostenibile potete leggere:

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Team Circular Mobility

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