di Amna Mumtaz, Analista I – presso PTR Inc.

• La ricarica wireless dei veicoli elettrici crea un campo di trasmissione di energia utilizzando un pad di ricarica e la risonanza magnetica.
• Le aziende e gli imprenditori americani attendono con impazienza un aumento delle vendite di veicoli elettrici dotati di ricarica wireless per promuovere un'ulteriore espansione.
• Supportati dai giganti del settore, gli ambiziosi piani di WiTricity includono l'implementazione del suo sistema wireless Halo su una gamma di veicoli, tra cui E-Z-GO, golf cart ICON EV e veicoli leggeri.

La ricarica wireless o induttiva dei veicoli elettrici ha il potenziale per rivoluzionare infrastruttura di ricarica dei veicoli elettrici; tuttavia, la tecnologia è ancora agli stadi iniziali. La ricarica wireless dei veicoli elettrici crea un campo di trasmissione di energia utilizzando un pad di ricarica e la risonanza magnetica. Il ricevitore sotto l'auto cattura l'energia e la immette nella batteria dell'auto quando una bobina nel ricevitore si allinea con una bobina nel pad di ricarica. La tecnologia è simile alla ricarica wireless dei telefoni, che richiede inoltre bobine allineate e un ricevitore, ma i sistemi EV possono funzionare con una distanza massima di 10 pollici (250 millimetri).

Recentemente sono state introdotte apparecchiature di ricarica wireless per installazioni pubbliche. Sebbene alcune stazioni di ricarica wireless funzionino attualmente a livelli di potenza simili alla categoria CA (Livello 2), questa tecnologia è utilizzata più frequentemente per le operazioni di flotta, come il trasporto pubblico, dove i livelli di potenza sono paragonabili a quelli dei caricatori rapidi CC. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) sta conducendo ricerche per studiare la fattibilità della ricarica wireless ad alta potenza. L'immagine sottostante illustra in modo esaustivo la tecnologia di ricarica wireless. L'articolo evidenzia due tipi di ricarica wireless per veicoli elettrici, seguiti dallo stato della ricarica wireless nella regione nordamericana. Inoltre, l'articolo discute gli standard universali di ricarica wireless e i principali produttori mondiali di ricarica wireless per veicoli elettrici.

Figura 1: Tecnologia di ricarica wireless per veicoli elettrici.

Fonte: PTR Inc.

Tipi di ricarica wireless per veicoli elettrici

La ricarica wireless ha il potenziale per semplificare il processo di ricarica. Esistono due tipi di tecnologie di ricarica wireless per veicoli elettrici: la ricarica wireless statica e quella dinamica. L'implementazione della ricarica statica o dinamica dipende dalle preferenze dell'utente e dal luogo di ricarica.

Ricarica wireless statica

La ricarica wireless statica prevede l'installazione di pad fissi a terra o integrati nelle strade, nei parcheggi o nei garage. Quando un veicolo elettrico dotato di una bobina ricevente compatibile viene parcheggiato sopra il pad di ricarica, l'energia viene trasferita in modalità wireless tramite induzione elettromagnetica. Questo metodo è comodo per la ricarica notturna a casa o durante i periodi di sosta prolungati, poiché elimina la necessità di collegare e scollegare manualmente i cavi di ricarica.

Ricarica wireless dinamica

La ricarica wireless dinamica consente ai veicoli elettrici di ricaricarsi mentre sono in movimento. Questa tecnologia prevede l'integrazione dell'infrastruttura di ricarica direttamente nelle strade o nelle autostrade, consentendo ai veicoli elettrici dotati di bobine riceventi di ricaricarsi mentre guidano. Il trasferimento di energia induttivo avviene tra le bobine installate sulla superficie stradale e le bobine riceventi del veicolo, mantenendo una ricarica continua mentre il veicolo è in movimento a velocità fino a 65 mph. La ricarica wireless dinamica può estendere l'autonomia dei veicoli elettrici e ridurre la necessità di batterie di grandi dimensioni, consentendo ai proprietari di veicoli elettrici di percorrere lunghe distanze e riducendo al minimo il rischio di rimanere senza energia.

Penetrazione nel Nord America

Grazie ai suoi vantaggi, il settore della ricarica wireless dei veicoli elettrici sta guadagnando terreno nel mercato statunitense, ma attualmente è ancora in ritardo rispetto all'Europa e all'Asia. Le aziende e gli imprenditori americani attendono con impazienza un aumento delle vendite di veicoli elettrici dotati di ricarica wireless per promuovere un'ulteriore espansione. La berlina ibrida BMW 530e è l'unico veicolo elettrico disponibile sul mercato statunitense con un'opzione di ricarica wireless integrata di fabbrica. WiTricity, un importante fornitore di ricarica wireless, ha ottenuto un significativo investimento di 25 milioni di dollari da Siemens nel 2022 per perseguire accordi di licenza. Nonostante la disponibilità limitata, c'è un notevole entusiasmo tra i proprietari di veicoli elettrici americani, poiché il sondaggio condotto da WiTricity ha rivelato che l'81% dei 1.000 intervistati ha espresso forte interesse per i veicoli elettrici dotati di ricarica wireless. Diversi progetti di ricarica wireless sono già in corso, a dimostrazione del fatto che la ricarica wireless ha un futuro brillante nel mercato nordamericano.

Progetti

In Nord America sono in corso diversi progetti di ricarica wireless per veicoli elettrici, che presentano soluzioni innovative per alimentare i veicoli elettrici senza i tradizionali cavi. La casa automobilistica Stellantis è all'avanguardia nello sforzo di integrare la tecnologia di ricarica wireless direttamente in alcune strade selezionate. Nel settembre 2021, il Michigan ha annunciato una collaborazione con Electreon per costruire la prima strada con ricarica wireless per veicoli elettrici che si estende per un tratto di un miglio a Detroit.

Aziende come WiTricity stanno rivoluzionando l'esperienza di ricarica. Gli ambiziosi piani di WiTricity includono l'implementazione del suo sistema wireless Halo su una gamma di veicoli, tra cui golf cart E-Z-GO e ICON EV e veicoli leggeri. Questi piani sono sostenuti dagli investimenti di giganti del settore come Mitsubishi e Siemens. Nell'ottobre 2021, WiTricity ha annunciato la sua tecnologia di ricarica wireless brevettata per veicoli elettrici in Corea del Sud. WiTricity sostiene che le autovetture possono ottenere fino a 35 miglia di ricarica all'ora con la sua tecnologia wireless.

FLO, azienda leader nel settore della ricarica dei veicoli elettrici, sta collaborando con WiTricity per sviluppare una tecnologia pionieristica di ricarica wireless dei veicoli elettrici. La loro collaborazione prevede il collaudo di opzioni di ricarica wireless presso l'avanzato laboratorio di ingegneria di FLO, con l'obiettivo di migliorare l'esperienza di ricarica consentendo alle stazioni FLO di ricaricare i veicoli senza cavi, utilizzando il sistema wireless Halo di WiTricity. Inoltre, WiTricity ha lanciato il suo programma di integrazione FastTrack per gli OEM automobilistici, progettato per integrare la sua tecnologia di ricarica wireless nelle piattaforme EV esistenti e future. Questo programma consente l'integrazione iniziale dei veicoli entro tre mesi, facilitando i test delle case automobilistiche e l'adozione del ricevitore Halo e del caricatore da 11 kW di WiTricity.

In tutto il Paese, le agenzie di trasporto pubblico stanno adottando soluzioni di ricarica wireless. Con l'assistenza di WAVE Charging, l'Antelope Valley Transit Authority nella contea di Los Angeles ha integrato sistemi induttivi per alimentare la sua flotta di autobus elettrici. Con oltre 50 pad di ricarica distribuiti in tutto il Nord America e una sovvenzione del DOE per lavorare su un caricatore rapido da 500 kW per camion, WAVE Charging sta promuovendo l'adozione di infrastrutture di ricarica wireless, in particolare nel settore del trasporto pubblico.

A Indianapolis, gli autobus elettrici prodotti dal gigante cinese BYD sono alimentati dalla tecnologia di ricarica wireless grazie alla partnership con InductEV, precedentemente Momentum Dynamics. Inoltre, l'impegno di InductEV nel promuovere la ricarica wireless è evidente con la creazione di un centro di ricerca e sviluppo dedicato in Pennsylvania, incentrato su soluzioni ad alta potenza per veicoli elettrici e flotte commerciali.

HEVO, una startup di Brooklyn, è all'avanguardia nelle iniziative di ricarica wireless in collaborazione con Oak Ridge National Laboratory e Stellantis. Il loro impegno congiunto mira a testare sistemi wireless da 50 kW su veicoli ibridi Chrysler Pacifica e a sviluppare un caricatore rapido wireless ad alta potenza da 300 kW. Questi progetti dimostrano i molteplici sforzi compiuti dal governo e dagli stakeholder privati per portare le soluzioni di ricarica wireless sui veicoli di consumo tradizionali.

Definizione di standard universali per i caricatori wireless per veicoli elettrici

Con l'estensione dell'ambito di applicazione della ricarica wireless al di fuori del Nord America, la standardizzazione svolge un ruolo fondamentale nel promuovere l'adozione diffusa delle tecnologie di ricarica wireless per veicoli elettrici. Nel 2022, SAE International, un'associazione di ingegneri ed esperti tecnici dei trasporti, ha introdotto lo standard inaugurale per la ricarica wireless stazionaria su misura per i veicoli leggeri, comprese le autovetture. Questo standard, compreso negli standard SAE J2954 e SAE J2847/6, affronta aspetti critici quali velocità di ricarica sicure fino a 11 kilowatt, interoperabilità e benchmark di prestazione. Con un'enfasi sull'efficienza e una distanza tra la piastra e il veicolo fino a 25 cm, questi standard aprono la strada a una perfetta integrazione delle soluzioni di ricarica wireless. Inoltre, questi sistemi standardizzati possono essere implementati in infrastrutture autonome per veicoli dotati di capacità di parcheggio e ricarica autonomi. L'immagine sottostante mostra come il caricabatterie e il veicolo interagiscono utilizzando questi standard universali.

Figura 2: Dimostrazione della ricarica di veicoli elettrici tramite ricarica wireless standard universale.

Fonte: PTR Inc.

Principali produttori di caricabatterie wireless per veicoli elettrici

I principali per la ricarica dei veicoli elettrici cercano di aumentare la domanda di mercato finanziando diverse iniziative di ricerca e sviluppo.

Figura 3: Principali produttori mondiali di caricatori wireless per veicoli elettrici.
Fonte: PTR Inc.

Sviluppi attuali e prospettive future

Al Salone dell'Auto di Parigi, Volkswagen e Mercedes-Benz hanno dimostrato il loro impegno nei confronti della ricarica induttiva con l'annuncio dei loro modelli EV di punta. Mercedes-Benz, in particolare, sta raddoppiando gli sforzi nel campo della ricarica wireless, con l'intenzione di integrarla nei veicoli di produzione della fine del decennio, dopo la sua introduzione nella S550e del 2017. Anche BMW ha dimostrato le capacità di ricarica wireless con la i8, utilizzata come pace car nelle gare di Formula E, alimentando le speculazioni sulla sua integrazione nei veicoli elettrici ibridi plug-in della serie BMW i.

Nel frattempo, Stellantis ha presentato il suo sistema Dynamic Wireless Power Transfer (DWPT), dotato di bobine sotto il manto stradale, durante una dimostrazione con una Fiat 500e elettrica a Chiari, in Italia. Anche Volkswagen sta compiendo passi da gigante nella ricarica wireless dei veicoli elettrici presso il suo Innovation Hub di Knoxville, nel Tennessee, sviluppando un design brevettato di bobina e pad di ricarica che utilizza materiali avanzati in carburo di silicio per ottenere un sistema di ricarica rapida wireless in grado di raggiungere velocità fino a 300 kW.

Con il crescente interesse per le soluzioni di ricarica wireless, l'organizzazione Charging Interface Initiative (CharIN) ha istituito una task force dedicata al trasferimento di energia wireless (Wireless Power Transfer Taskforce) con l'obiettivo di standardizzare e facilitare esperienze di ricarica wireless senza interruzioni. Queste iniziative rappresentano uno sforzo collettivo volto a rivoluzionare il panorama della ricarica e a fornire ai proprietari di veicoli una comodità senza pari e una tecnologia all'avanguardia.

La ricarica wireless sta diventando un'opzione interessante per i proprietari di veicoli di lusso, poiché offre praticità e una migliore esperienza utente. Il concetto di ricarica induttiva autonoma fonde la nostalgia delle stazioni di servizio con servizio completo con una visione futuristica di sistemi di trasporto puliti e autosufficienti, presentando una proposta interessante per l'industria automobilistica.

Al terzo posto a livello mondiale nel mercato dei caricatori wireless per veicoli elettrici dopo Europa e APAC, il mercato nordamericano dei caricabatterie wireless per veicoli elettrici ha registrato una forte crescita, alimentata dalla crescente domanda di dispositivi portatili wireless e dai progressi tecnologici in tutti i settori. I progressi tecnologici e l'aumento delle vendite di veicoli elettrici stimoleranno la domanda di sistemi di ricarica wireless in Nord America. Inoltre, la maggiore consapevolezza ambientale nel mercato automobilistico nordamericano ha stimolato le vendite di veicoli elettrici, che dovrebbero promuovere ulteriormente le soluzioni di ricarica wireless ecocompatibili nella regione.

Informazioni sull'autore

Amna Mumtaz

Analista di mercato - PTR Inc.

Amna Mumtaz ricopre il ruolo di analista di mercato presso PTR Inc., è specializzata in eMobility e si occupa principalmente delle previsioni relative ai caricatori per veicoli elettrici nella regione Asia-Pacifico (APAC). Con un master in Ingegneria Elettrica conseguito presso la NUST, ha lavorato come assistente di ricerca per un anno prima di entrare a far parte di PTR. La competenza di Amna risiede nella valutazione e nella previsione delle tendenze, fornendo preziose informazioni attraverso analisi di dimensionamento del mercato. La sua dedizione e il suo background formativo la rendono una figura chiave nel team di mobilità elettrica di PTR, contribuendo a plasmare il futuro del mercato dei caricatori per veicoli elettrici nella regione APAC.

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