Un giorno flotte di auto autonome condivise sposteranno rapidamente i passeggeri in giro per le città, raccogliendoli e rilasciandoli senza la necessità di parcheggi, garage o persino veicoli personali. Ma senza un posto dove sedersi e caricare, o il tempo per farlo mentre i singoli proprietari sono al lavoro o a casa addormentati, come potranno questi veicoli ottenere l'energia di cui hanno bisogno per fare il loro lavoro? Chi darà da mangiare alle macchine robot?
"Non c'è nessuno a cui collegarli. Non c'è nessun driver. Devono essere in grado di andare su richiesta, ricaricarsi man mano che le batterie si scaricano ”, afferma Alex Gruzen, CEO della società di ricarica wireless WiTricity con sede a Massachussetts.
Negli ultimi otto anni, WiTricity ha spostato il suo modello di business dall'elettronica di consumo e dai caricabatterie per telefoni per concentrarsi quasi esclusivamente sulla questione di come alimentiamo le auto. La risposta, secondo Gruzen, prevede la potenza trasmessa attraverso l'aria, attraverso un sistema integrato nel paesaggio urbano. A tal fine, WiTricity ha stretto una partnership con BMW per rilasciare il primo sistema di ricarica remota pronto per il consumatore per un veicolo elettrico.
Questo tipo di ricarica, che avviene attraverso un processo chiamato risonanza magnetica, risale alla metà degli anni 2000, quando Marin Soljačić, fondatore di WiTricity e professore di fisica del MIT, decise di inventare un modo migliore per caricare un telefono. Ha sperimentato diversi modi per muovere l'energia, tra cui la radiofrequenza, l'ecografia e persino l'induzione, prima di dedicarsi alla risonanza magnetica come la migliore combinazione di efficienza e convenienza. Ha richiesto un brevetto nel 2006, che alla fine ha ricevuto nel 2010, e ha avviato WiTricity nel 2007 per aiutare l'industria della telefonia cellulare a rendere i tappetini di ricarica compatibili con alcuni telefoni. (Puoi anche acquistarne uno da Tesla, anche se la società non ha ancora annunciato alcun piano per caricare le proprie auto in questo modo.)
La risonanza non è unica per la ricarica elettrica; è lo stesso fenomeno che descrive l'oscillazione di un bambino su un'altalena e la sua transizione avanti e indietro tra energia cinetica e potenziale. Un genitore che spinge o un bambino che pompa può contribuire con energia al sistema, ma solo se si muovono alla giusta frequenza e nella giusta direzione. Allo stesso modo, una bobina elettromagnetica può trasferire energia a un'altra, a condizione che abbiano lo stesso orientamento e risuonino a una frequenza corrispondente.
Con il passare degli anni, WiTricity, l'unico licenziatario della tecnologia, ha collaborato con sempre più aziende per svilupparla. Molti erano destinati all'elettronica di consumo, ma la Toyota la concesse in licenza per l'ibrido Prius e alla fine investì in WiTricity, e Honda, Hyundai, Nissan e GM lavorarono tutti sui prototipi. L'iPerformance 530e della BMW 2018, tuttavia, è la prima a colpire il mercato, offrendo un pacchetto di lusso con un tappetino di ricarica wireless agli acquirenti tedeschi (con piani di rilascio negli Stati Uniti, Regno Unito, Giappone e Cina) a circa 3.000 euro.
Ma la 530e è un ibrido, sottolinea Dominique Bonte, analista dell'industria automobilistica con ABI Research. Ha una piccola batteria da 9, 2 kWh, che può essere caricata in un paio d'ore tramite la tecnologia WiTricity, ma ha solo un raggio di 16 miglia. La ricarica wireless, anche con l'efficienza del 90 percento che WiTricity è stata in grado di raggiungere, è ancora relativamente lenta. Guarda Tesla, per esempio: un modello S viene fornito con una batteria da 100 o 75 kWh e il sistema WiTricity emette da qualche parte circa 11 kW, il che significa che potrebbe impiegare un giorno intero per caricare completamente una Tesla. Pertanto, la società ha scelto di concentrarsi sui suoi Supercharger, che possono erogare una ricarica molto più rapida.
"Non è possibile supportare gli stessi trasferimenti di potenza in modalità wireless e con stazioni di ricarica fisse", afferma Bonte. “Questo non cambierà, lo ammettono. Andrà un po 'più in alto, forse 20, 30 kW, ma non supporterà da 50 a 60 kW. Questo non è nemmeno previsto nello standard. ”Tuttavia, sottolinea anche che la stragrande maggioranza dell'utilizzo dei veicoli elettrici non richiederebbe una ricarica completa ogni notte - le batterie complete sono davvero necessarie solo per lunghi viaggi.
Tuttavia, sta avvenendo un cambiamento nel settore automobilistico, afferma Gruzen, grazie in parte allo scandalo delle frodi sulle auto diesel della VW, al calo dei costi delle batterie e alla Tesla che rende sexy i veicoli elettrici. "Tutte queste cose si uniscono e in questo momento quello che vedi è una corsa straordinaria tra tutte le case automobilistiche per impegnarsi in una vasta gamma di piattaforme elettrificate", afferma Gruzen. "Il mercato sta decollando".
WiTricity non è solo come potrebbero suggerire le loro centinaia di brevetti. (Nel 2014, la società ha ricevuto un brevetto per la tecnologia di trasferimento di energia wireless per quanto riguarda i veicoli.) Una società chiamata Plugless Power sta realizzando tappetini di ricarica aftermarket, dotati di un accoppiatore magnetico che viene installato su un EV standard. E Halo di Qualcomm utilizza una ricarica induttiva simile a quella di uno spazzolino elettrico che è funzionalmente simile alla versione di Witricity nonostante utilizzi una tecnologia diversa e sta perseguendo una ricarica dinamica per caricare i veicoli in movimento.
"Trasferimento di energia wireless sicuro per applicazioni su veicoli", brevetto USA n. 8.912.687 Ma ci vorrà più delle case automobilistiche e dei loro fornitori per convincere i consumatori a cambiare il loro comportamento, poiché molte delle trepidazioni che hanno per i veicoli elettrici sono ancora presenti. L'ansia da autonomia ha spinto le batterie più grandi e la necessità di una ricarica rapida. Ma la ricarica distribuita in tutto il paesaggio urbano potrebbe alleviarlo e l'eliminazione graduale dei motori a combustione da parte del governo potrebbe forzare il problema. "Per noi per avere davvero un grande impatto sull'ambiente, abbiamo bisogno di molto più che i primi utenti per acquistare veicoli elettrici", afferma Gruzen. E per farlo, caricare deve essere più facile del rifornimento di carburante. Inizierà con un tappetino nel tuo garage, dice, ma finirà con la ricarica della risonanza magnetica integrata nel parcheggio pubblico, nelle code dei taxi e praticamente ovunque un'auto può fare una pausa per un veloce "spuntino".
Più importante è il livello della città, quando le flotte sono condivise, wireless e autonome e quando si perdono tempi di inattività. WiTricity e Qualcomm stanno già collaborando con SAE (nota come Society of Automotive Engineers) su una serie di standard globali che consentiranno alle auto di diversi produttori di ricaricare tramite diversi sistemi wireless. Ciò consentirà persino alle flotte di fungere da banchi di batterie, immagazzinando energia per la città e distribuendola in base alle esigenze di alimentazione durante il giorno.
"In un tale ambiente, in un tale ambiente auto come servizio, la ricarica wireless diventerebbe quasi una necessità", afferma Bonte.
