Auto elettriche a ricarica wireless: nuove regole per fare il pieno senza fili

In arrivo gli standard per la ricarica wireless delle auto elettriche. Il pieno senza cavi si farà con il sistema SAE J2954

31 maggio 2016 - 18:23

È un po' più grossa di quella di un cellulare ma sempre di batteria si tratta! Sarebbe bello trasferire la comodità della ricarica wireless degli smartphone anche alle auto elettriche: i progetti ci sono già ma, con l'arrivo di uno standard definito dalla SAE, il momento del taglio dei fili si avvicina ulteriormente.

STANDARD È MEGLIO La batteria di uno smartphone immagazzina 6 – 10 Wh di energia, quella di un'auto elettrica anche 80 kWh, ossia 80.000 Wh, ma l'idea di ricaricarle con un sistema senza fili, che elimini quindi la necessità di un cavo, è attraente in tutti i casi (a chi fa gola la ricarica wireless?). Una spinta verso un'adozione più rapida della ricarica wireless potrebbe venire dalla definizione di uno standard da parte della SAE, la potente Society of Automotive Engineers nata 111 anni fa a Troy, nel Michigan, e che oggi conta più di 128.000 ingegneri e tecnici esperti. La proposta di standardizzazione si chiama SAE J2954 TIR, sarà pubblicata oggi e induce all'ottimismo i vertici della Society, come Jesse Schneider, CEO di SAE, che ha infatti commentato così: “il trasferimento di potenza senza fili per i veicoli elettrici e ibridi plug-in, grazie al documento SAE J2954 TIR, è arrivato ad un punto di svolta. Questo è il primo di una serie di documenti il cui scopo è permettere ai consumatori di parcheggiare i loro veicoli in spazi dotati di dispositivi TIR J2954 e allontanarsi dall'auto con la certezza che non devono fare altro per caricare le loro auto elettriche o ibride plug-in”.

A PROVA DI FUTURO Questa prima release stabilisce la banda di frequenza per la ricarica wireless, così come quattro diversi “livelli ” di potenza di ricarica – 3,7 kW, 7.7kW, 11kW e 22kW – che possono quindi coprire una grande varietà di capacità delle batterie e di tipi di veicoli. Le frequenze di ricarica sono centrate intorno agli 85 kHz (1 kHz = 1.000 Hz = 1.000 oscillazioni al secondo; per confronto la corrente elettrica nelle case oscilla a 50 o 60 Hz, a seconda dei Paesi) e variano nel range 81,39 – 90 kHz. Lo standard prevede la possibilità di arrivare anche a livelli di potenza più elevati e ha già definito nel dettaglio i livelli WPT (Wireless Power Transfer) 1 (3,7 kW) e 2 (7,7 kW) mentre i livelli 3 e 4 (11 e 22 kW) saranno definiti da una prossima revisione. Sistemi compatibili con lo standard TIR J2954 WPT, costruiti da case automobilistiche e fornitori, sono già in fase di test con la collaborazione del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti e gli Idaho and Argonne National Labs; la lista qui sotto fa vedere l'ampia adesione dei vari marchi. I dati dei test, prima in laboratorio e poi su strada, a bordo di veicoli, saranno utilizzati per finalizzare lo standard entro il 2018 allo scopo di sostenere la rapida diffusione di questa tecnologia (guarda le sperimentazioni a Londra).

FERMENTO CREATIVO I sistemi di ricarica sono al centro di diverse sperimentazioni, alcune delle quali molto interessanti. Negli Oak Ridge National Laboratory, per esempio, i ricercatori sono stati in grado di trasmettere in modalità wireless in un'automobile 20 kW con un'efficienza compresa fra il 90 e il 95%. Per confronto, gli esperimenti condotti nell'Advanced Power Electronics Lab (APEL) presso la Kettering University (è l'ex General Motors Institute) in collaborazione con il componentista Hella e riguardanti i caricabatterie con il cavo, hanno raggiunto un'efficienza del 97%, migliorando del 3% il dato medio dei dispositivi plug-in (guarda come funziona la ricarica veloce CHAdeMO a cavo). Ricordiamo che i caricabatterie wireless funzionano obbligatoriamente a corrente alternata, necessaria per instaurare l'induzione magnetica. Un campo magnetico variabile, ottenibile immettendo corrente alternata in una bobina, può indurre una tensione alternata in una bobina posta nelle vicinanze ed è questo il meccanismo usato dai caricabatterie wireless. L'elettricità che si ottiene dalla seconda bobina – alternata anch'essa – va quindi convertita in corrente continua, perché la tensione delle batterie è di questo tipo: a valle del caricabatterie va quindi previsto un raddrizzatore, componente gia presente nelle auto che si caricano con la corrente di rete o comunque in alternata. Una colonnina di ricarica in corrente continua permetterebbe di fare a meno del raddrizzatore, con risparmi di peso e costo a bordo del veicolo, ma la praticità della ricarica wireless, insieme alla complicazione della colonnina stessa, condannerà probabilmente questa soluzione alla marginalità.

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