Ricarica wireless: staccare la spina alle auto elettriche

Aug 15, 2023

Chiedete al proprietario di un'auto elettrica quale caratteristica vorrebbe eliminare e molto probabilmente vi dirà il cavo di ricarica: a nessuno piace doversi ricordare di collegare il proprio veicolo ogni sera.

Di conseguenza, diverse aziende tra cui Delphi, Nissan, Qualcomm e Rolls-Royce hanno sviluppato o testato una tecnologia di ricarica wireless che richiede ai conducenti di veicoli elettrici di parcheggiare semplicemente sopra un dispositivo incorporato nel pavimento di un garage o di un parcheggio che consenta loro di alimentare con poco o nessuno sforzo.

Sono state proposte anche altre idee – come strade dotate di dispositivi di ricarica – ma, ad oggi, la maggior parte dei sistemi si basa su una tecnica ben nota chiamata induzione elettromagnetica. È la stessa tecnologia utilizzata per caricare gli spazzolini elettrici. Nella sua forma più semplice, una corrente elettrica variabile passa attraverso una bobina di filo nel trasmettitore che produce una corrente altrettanto variabile in una bobina ricevente situata appena sopra. L'energia elettrica trasmessa alimenta quindi la batteria e la ricarica. In uno spazzolino da denti, il trasmettitore si trova nella base, mentre il ricevitore si trova nello spazzolino.

Ma la tecnologia di induzione elettromagnetica attraverso un traferro, ad esempio da una base di ricarica a un’auto, non è considerata da tutti la soluzione perfetta. I critici sottolineano che potrebbe emettere onde radio vaganti o riscaldare oggetti metallici vicini a meno che non sia progettato nel modo giusto: due problemi che l’industria dei veicoli elettrici wireless sa potrebbero affondare la tecnologia se il pubblico li percepisse come pericolosi. "Percepire" è la parola chiave qui, poiché l'industria afferma con forza che la loro tecnologia di trasferimento di potenza è stata completamente testata e ha dimostrato di essere completamente sicura. "Abbiamo superato quella soglia due anni fa", afferma David Schatz, vicepresidente delle vendite e dello sviluppo commerciale presso WiTricity, uno dei principali produttori di apparecchiature di ricarica per automobili. "I codici e gli standard vengono scritti adesso."

Agli antipodi

Ma ora, i ricercatori dell’Università della British Columbia (UBC) a Vancouver, lavorando su come ricaricare dispositivi medici come i pacemaker cardiaci, potrebbero aver sviluppato un’alternativa che evita del tutto le emissioni radio. Hanno prodotto un metodo sicuro e ad alta efficienza che impiega ciò che il fisico applicato e inventore Lorne Whitehead descrive come "ingranaggi magnetici remoti".

Il nuovo approccio di trasferimento di potenza senza contatto, afferma Whitehead, utilizza l'"accoppiamento magnetodinamico", una semplice interazione del campo magnetico tra due magneti permanenti rotanti separati da 10 a 15 cm (da 4 a 6 pollici) di aria. Il sistema utilizza un magnete trasmettitore in basso e un magnete ricevitore in alto nell'auto. Quando un piccolo motore elettrico fa girare il magnete inferiore, il campo magnetico fa girare quello superiore, "proprio come una bussola segue un campo magnetico mutevole", dice. Il magnete superiore aziona quindi un piccolo generatore che carica la batteria dell'auto.

"Questo campo magnetico tra loro agisce essenzialmente come un accoppiamento meccanico - un sistema invisibile di puleggia magnetica/cinghia, ma non richiede contatto diretto ed è quasi perfettamente efficiente dal punto di vista energetico", spiega Whitehead. Nella produzione i due magneti potrebbero essere integrati, rispettivamente, nel motore e nel generatore, creando un sistema di trasferimento di potenza affidabile e compatto.

"I test dimostrano che il sistema ha un'efficienza superiore al 90% rispetto a una ricarica via cavo", afferma, e non è nemmeno necessario che l'auto sia perfettamente allineata con il dispositivo. Di conseguenza, potrebbe essere integrato nei cordoli stradali bassi su cui penderebbe il magnete trasportato dall'auto (installato sotto il cofano), dice.

Un sistema dimostrativo composto da quattro caricabatterie funziona con successo da circa un anno nel campus dell'UBC, dove caricano in modalità wireless i veicoli elettrici che sono stati dotati di magneti riceventi. "Da quando abbiamo iniziato a testare il sistema, il feedback degli autisti è stato straordinariamente positivo: tutto ciò che devono fare è parcheggiare l'auto e la ricarica inizia automaticamente", ha affermato recentemente David Woodson, amministratore delegato delle operazioni di costruzione della UBC.