di Amna Mumtaz, Analista I – presso PTR Inc.

• La ricarica wireless dei veicoli elettrici crea un campo di trasmissione di energia utilizzando una base di ricarica e la risonanza magnetica.
• Le aziende e gli imprenditori statunitensi attendono con impazienza un aumento delle vendite di veicoli elettrici dotati di ricarica wireless per dare ulteriore slancio alla loro espansione.
• Con il sostegno dei giganti del settore, gli ambiziosi progetti di WiTricity prevedono l'implementazione del suo sistema wireless Halo su una vasta gamma di veicoli, tra cui i golf cart E-Z-GO e ICON EV e i 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 inizi. La ricarica wireless dei veicoli elettrici crea un campo di trasmissione di energia utilizzando una piattaforma di ricarica e la risonanza magnetica. Il ricevitore posto 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 ricorda la ricarica wireless dei telefoni, che richiede anch'essa bobine allineate e un ricevitore, ma i sistemi per veicoli elettrici possono funzionare con una distanza fino a 10 pollici (250 millimetri).

Recentemente sono state introdotte apparecchiature di ricarica wireless per l'installazione pubblica. Sebbene alcune stazioni di ricarica wireless funzionino attualmente a livelli di potenza simili a quelli della categoria CA (Livello 2), questa tecnologia viene utilizzata più frequentemente per le flotte, come quelle dei mezzi di trasporto pubblico, dove i livelli di potenza sono paragonabili a quelli dei caricatori rapidi in CC. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) sta conducendo ricerche per valutare la fattibilità della ricarica wireless ad alta potenza. L'immagine sottostante illustra in modo esaustivo la tecnologia di ricarica wireless. L'articolo mette in evidenza 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 globali 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. La scelta tra ricarica statica o dinamica dipende dalle preferenze dell'utente e dal luogo in cui avviene la ricarica.

Ricarica wireless statica

La ricarica wireless statica prevede l'utilizzo di piattaforme fisse installate a terra o integrate in strade, parcheggi o garage. Quando un veicolo elettrico dotato di una bobina ricevente compatibile viene parcheggiato sopra la piattaforma di ricarica, l'energia viene trasferita in modalità wireless tramite induzione elettromagnetica. Questo metodo è pratico per la ricarica notturna a casa o durante soste prolungate, 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 durante la marcia. Il trasferimento induttivo di energia 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 105 km/h. 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.

Diffusione in Nord America

Grazie ai suoi vantaggi, il settore della ricarica wireless dei veicoli elettrici sta prendendo piede nel mercato statunitense; tuttavia, al momento è 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 stimolare 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 serie. WiTricity, un importante fornitore di ricarica wireless, si è assicurata un significativo investimento di 25 milioni di dollari da parte di 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 un 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 ricorrere ai cavi tradizionali. La casa automobilistica Stellantis sta aprendo la strada a iniziative volte a integrare la tecnologia di ricarica wireless direttamente in alcune strade. Nel settembre 2021, lo Stato del Michigan ha annunciato una collaborazione con Electreon per la realizzazione della prima strada con ricarica wireless per veicoli elettrici, che si estenderà per un tratto di un miglio a Detroit.

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

FLO, uno dei principali operatori nel settore della ricarica dei veicoli elettrici, sta collaborando con WiTricity per promuovere lo sviluppo della tecnologia di ricarica wireless dei veicoli elettrici. La loro collaborazione prevede la sperimentazione di soluzioni di ricarica wireless presso il laboratorio di ingegneria avanzata 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 nei 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 aziende di trasporto pubblico stanno adottando soluzioni di ricarica wireless. Con il supporto di WAVE Charging, l’Antelope Valley Transit Authority della contea di Los Angeles ha integrato sistemi induttivi per alimentare la propria flotta di autobus elettrici. Con oltre 50 piattaforme di ricarica installate in tutto il Nord America e una sovvenzione del Dipartimento dell’Energia (DOE) per lo sviluppo di un caricatore rapido da 500 kW destinato agli autocarri, 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 colosso cinese dei veicoli elettrici BYD sono alimentati tramite tecnologia di ricarica wireless grazie a una partnership con InductEV, precedentemente nota come Momentum Dynamics. Inoltre, l'impegno di InductEV nel promuovere la ricarica wireless è evidente con l'apertura 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 in prima linea nelle iniziative relative alla ricarica wireless in collaborazione con l'Oak Ridge National Laboratory e Stellantis. Il loro impegno congiunto mira a testare sistemi wireless da 50 kW su Chrysler Pacifica ibride e a sviluppare un caricatore rapido wireless ad alta potenza da 300 kW. Questi progetti testimoniano i molteplici sforzi compiuti da enti governativi e soggetti privati per portare le soluzioni di ricarica wireless sui veicoli di largo consumo.

Definizione di standard universali per i caricabatterie wireless per veicoli elettrici

Man mano che l'ambito di applicazione della ricarica wireless si estende al di fuori del Nord America, la standardizzazione svolge un ruolo fondamentale nel promuovere la diffusione delle tecnologie di ricarica wireless per veicoli elettrici. Nel 2022, SAE International, un'associazione di ingegneri ed esperti tecnici dei trasporti, ha introdotto il primo standard per la ricarica wireless fissa su misura per i veicoli leggeri, comprese le autovetture. Questo standard, contenuto nelle norme SAE J2954 e SAE J2847/6, affronta aspetti critici quali velocità di ricarica sicure fino a 11 kilowatt, interoperabilità e parametri di riferimento delle prestazioni. Ponendo l'accento sull'efficienza e consentendo distanze 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 funzionalità di parcheggio e ricarica automatici. L'immagine qui sotto mostra come il caricatore 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

Le principali stazioni di ricarica wireless nel settore della ricarica dei veicoli elettrici cercano di aumentare la domanda di mercato finanziando diverse iniziative di ricerca e sviluppo.

Figura 3: Principali produttori mondiali di caricabatterie 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 proprio impegno nei confronti della ricarica induttiva nei loro annunci relativi ai modelli elettrici di punta. Mercedes-Benz, in particolare, sta puntando con decisione sulla ricarica wireless, con l'intenzione di integrarla nei veicoli di serie alla 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 posizionate sotto il manto stradale, durante una dimostrazione con una Fiat 500e elettrica a Chiari, in Italia. Anche Volkswagen sta compiendo passi da gigante nel campo della ricarica wireless dei veicoli elettrici presso il suo Innovation Hub di Knoxville, nel Tennessee, sviluppando un design brevettato di bobina e piattaforma di ricarica che utilizza materiali avanzati in carburo di silicio per realizzare un sistema di ricarica rapida wireless in grado di raggiungere potenze 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 con l'obiettivo di standardizzare e facilitare esperienze di ricarica senza interruzioni. Queste iniziative rappresentano uno sforzo collettivo volto a rivoluzionare il panorama della ricarica e a offrire 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 auto di lusso, in quanto offre praticità e un'esperienza utente migliorata. Il concetto di ricarica induttiva autonoma unisce la nostalgia delle stazioni di servizio con servizio completo a una visione futuristica di sistemi di trasporto puliti e autosufficienti, rappresentando una proposta allettante per l'industria automobilistica.

Al terzo posto a livello mondiale nel mercato dei caricabatterie wireless per veicoli elettrici dopo Europa e APAC, il mercato nordamericano della ricarica wireless per veicoli elettrici ha registrato una forte crescita, alimentata dalla crescente domanda di dispositivi portatili e 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, il che dovrebbe 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., dove è specializzata in mobilità elettrica e si occupa in particolare 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 eMobility di PTR, contribuendo a plasmare il futuro del mercato dei caricatori per veicoli elettrici nell'APAC.

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