Dynamic Wireless Power Transfer: è possibile ricaricare un’auto elettrica mentre si è in viaggio?
La sfida più importante per i veicoli a trazione elettrica è senza dubbio rappresentata dall’autonomia del pacco batteria e dai tempi di ricarica della stessa. Anche se il mercato delle auto elettriche è in crescita molti ancora preferiscono il tradizionale veicolo a combustione interna proprio per la facilità di rifornimento e i costi bassi. Gli acquirenti di auto full-electric invece devono essere più accorti nel programmare i loro spostamenti, calcolando bene i km da percorrere sfruttando al massimo la posizione delle colonnine di ricarica. Esiste tuttavia una tecnologia che permette di superare l’ostacolo delle colonnine ricaricando il veicolo mentre si è in viaggio e prende il nome di Dynamic Wireless Power Transfer (Trasferimento dinamico di potenza senza fili).
Wireless technology: Principio di funzionamento
Il primo ad aver teorizzato un trasferimento di energia elettrica “wireless” (letteralmente senza fili) fu Nicolae Tesla nel 1896. Il principio di funzionamento è simile a quello di un trasformatore e si basa sulle leggi dell’induzione magnetica. Un circuito primario, chiamato trasmettitore, genera un campo magnetico variabile nel tempo. Tale campo viene recepito da un circuito secondario, chiamato ricevitore, connesso al dispositivo da alimentare. I parametri più importanti da tenere in considerazione sono sicuramente la distanza tra i due circuiti e l’allineamento di questi ultimi. Infatti, un cattivo allineamento e una distanza relativamente elevata degradano le prestazioni rendendo il trasferimento di energia inefficiente.
Dynamic Wireless Power Transfer per i veicoli elettrici
La ricarica wireless non è qualcosa di poco noto o poco sviluppato in ambito automotive, ma viene attualmente utilizzata ad esempio nel trasporto pubblico urbano. L’idea che sta alla base è quella di collocare sotto il manto stradale il trasmettitore, mentre a bordo veicolo si installa il ricevitore. A questo proposito un esempio tutto italiano è rappresentato dalla linea STAR del Gruppo Torinese Trasporti in funzione dal 2006. Gli autobus della linea STAR sono completamente elettrici e si ricaricano wireless una volta in sosta al capolinea.
È possibile sfruttare questa tecnologia anche per i veicoli in movimento? Per rispondere a questo quesito, nel periodo compreso tra gennaio 2014 e 2017, l’Unione Europea ha avviato e finanziato il progetto FABRIC (Feasibility analysis and development of on-road charging solutions for future electric vehicles), con lo scopo di analizzare e sviluppare soluzioni innovative per la ricarica dei veicoli elettrici del futuro. A questo progetto, coordinato dall’istituto ICCS dell’Università di Atene, hanno partecipato diversi partner sia accademici che aziendali.
Durante il progetto sono stati sviluppati due prototipi funzionanti che sono stati poi testati nel sito di Susa (TO). Nel report finale (Final Report) del progetto emerge come esista la concreta possibilità di sfruttare la ricarica wireless per i veicoli elettrici costruendo un’infrastruttura che prende il nome di e-road (Electric Road) rendendo quindi la mobilità elettrica una valida alternativa per il futuro dei veicoli.
Tuttavia, i costi di investimento e di manutenzione sono ancora relativamente alti (2-4 milioni di EUR/km) e il parco auto elettrico è ancora troppo povero per giustificare un tale investimento. Ad oggi lo stato dell’arte vede molte aziende del settore investire nella ricarica wireless statica in una prospettiva di rendere la tecnologia matura ed economica per la ricarica wireless del futuro.
A cura di Giovanni Principato Trosso