Le bobine sulla strada potrebbero caricare i veicoli elettrici durante la guida

Uno dei problemi principali con i veicoli elettrici è che è necessario accostare e fermarsi per ottenere la ricarica. Se non è disponibile un caricabatterie CC ad alta velocità, ciò può significare attendere ore affinché la batteria si ricarichi.

È stato il principale spauracchio dei veicoli elettrici da quando hanno iniziato a circolare sulle strade in numero reale. Tuttavia, una nuova configurazione di ricarica wireless potrebbe consentirti di ricaricarti mentre sei in movimento.

Nel corso degli anni sono state avanzate molte proposte per alimentare o caricare i veicoli elettrici mentre percorrono la strada. Molti sono simili al modo in cui comunemente carichiamo i telefoni al giorno d'oggi, utilizzando il trasferimento di potenza induttivo tramite bobine magnetiche. La teoria è semplice. L'energia viene erogata alle bobine sulla carreggiata e quindi raccolta tramite induzione da una bobina sul veicolo in movimento.

Tuttavia, portare queste idee dal concetto alla realtà è difficile. Quando si tratta di caricare un veicolo elettrico, sono necessari livelli di potenza enormi, nell’ordine delle decine o delle centinaia di kilowatt. E, mentre un telefono può stare comodamente sopra un pad di ricarica, i veicoli elettrici in genere richiedono una certa altezza da terra per navigare in sicurezza sulla strada. Inoltre, poiché le auto si muovono a un ritmo piuttosto rapido, un sistema di ricarica induttiva in grado di gestire questa condizione dinamica richiederebbe un numero enorme di bobine sepolte ripetutamente nel fondo stradale.

Nonostante queste sfide, l’idea è stata dimostrata nel mondo reale in misura limitata. L'Online Electric Vehicle, o OLEV, è stato sviluppato dal Korea Advanced Institute of Technology (KAIST) e utilizzato per alimentare un bus navetta nel 2009. Il sistema si è lentamente espanso fino a raggiungere quattro linee entro il 2016, con gli autobus che si ricaricano in modalità wireless grazie all'energia induttiva trasmettitori sepolti nella strada lungo il percorso dell'autobus.

Il sistema di seconda generazione utilizzato sugli autobus trasmette in modalità wireless 100 kW di potenza attraverso un traferro di 17 cm con un'efficienza energetica dell'85%. Ciò si ottiene utilizzando più bobine di prelievo di potenza montate su un singolo veicolo. Sono state effettuate molte ricerche per trovare le geometrie delle bobine e i parametri elettrici ottimali per consentire al sistema di funzionare a questo livello. Con l’energia fornita dalla superficie stradale, gli autobus possono fare affidamento su batterie più piccole per spostarsi, risparmiando peso e migliorando l’efficienza. Il sistema è interrato nel 5-15% della carreggiata sulle linee degli autobus e un sistema di rilevamento dei veicoli spegne le bobine di induzione quando non vengono utilizzate. Anche se da allora alcuni percorsi sono stati chiusi, presso KAIST è ancora operativo un servizio navetta che utilizza questa tecnologia.

Anche altre aziende stanno lavorando in questo ambito. Startup Magment prende il nome da una combinazione di "cemento magnetico" e sta lavorando a una speciale dimostrazione stradale induttiva con il Dipartimento dei trasporti dell'Indiana. I dettagli sono scarsi, ma l’azienda sta sperimentando un metodo speciale per mescolare materiali ferromagnetici con il cemento per produrre un sistema stradale di ricarica wireless più economico ed efficiente. L’azienda intende utilizzare il sistema anche per applicazioni non stradali, come carrelli elevatori e scooter elettrici.

Un’altra azienda di spicco è la società israeliana Electreon che gestisce un programma pilota a Gotland, in Svezia. Lanciato per la prima volta nel dicembre 2020, il progetto ha guidato con successo un camion da 40 tonnellate su un tratto di strada di prova lungo 1,65 km. Sempre utilizzando bobine di rame interrate nel manto stradale, è in grado di fornire circa 70 kW di potenza a un veicolo in movimento a velocità fino a 80 km/h. L'azienda sta anche lavorando su altri programmi pilota in tutto il mondo, tra cui una struttura con Ford Motor Company da installare vicino al Michigan Central Terminal di Detroit.

Il problema per tali sistemi rimane il costo. Tanto per cominciare, seppellire linee di trasmissione di potenza e bobine fantasiose nella superficie stradale stessa costa molto. È abbastanza costoso per le nuove strade, e anche peggio quando è necessario scavare una strada esistente per inserire successivamente l'hardware. Le stime per un progetto svedese indicavano che un sistema wireless come quello di Electreon costerebbe nell'ordine di 2 milioni di dollari al km in una nuova costruzione. Questo costo di installazione è circa il doppio rispetto ai metodi più tradizionali di trasferimento di potenza, come semplici binari o cavi aerei, fornendo allo stesso tempo molta meno potenza. Questi ultimi stanno già dimostrando il loro valore nei test su autotrasporto in diverse località in tutto il mondo.