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ELETTRONICA OGGI 506 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2022 41 POWER WIRELESS CHARGING Punti di ricarica: un gioco d’attesa Comprensibilmente, nessun guidatore vuole affrontare la prospettiva di intraprendere un viaggio più lungo del solito con una vettura elettrica che non sarà in grado di garantire la possibilità di arrivare a destinazione e tornare con una ricarica completa. Poiché l’infrastruttura di ricarica pubblica sta iniziando a muovere i primi passi, la maggior parte dei proprietari di veicoli elettrici ricorre a una ricarica notturna effettuata con un caricabatteria base da 1 kW (ricarica di livello 1) che si può collegare a una presa a muro standard. Nel caso di una batteria in grado di assicurare un’autonomia di circa 160 km, il tempo necessario per ottenere una carica completa è di circa 20 ore, che salgono fino a 43 ore nel caso di una batteria che fornisca un’autonomia di 400 km (Tab. 1). Appare dunque evidente che al crescere dell’autonomia dei veicoli, quella della ricarica domestica è una strada difficilmente percorribile. Sempre più presenti nei parcheggi urbani, le più veloci colonnine di ricarica di livello 2 permettono di ridurre sensibilmente il tempo totale di ricarica dei veicoli elettrici, ma per molti possessori dei tradizionali veicoli a combustione interna non è ancora competitivo se confrontato con la rapidità con cui è possibile eseguire il rifornimento in una qualsiasi stazione di servizio. Le colonnine di ricarica in grado di fornire la potenza più elevata al momento disponibili, ovvero le DCFC (Direct Current Fast Charger) (livello 3) stanno iniziando a colmare questo divario, ma sono raramente disponibili nei punti di ricarica pubblici e non sono compatibili con tutte lemarche e i modelli di veicoli elettrici. Accessibilità migliorata con la ricarica wireless Per convincere la maggior parte dei consumatori che i veicoli elettrici rappresentano il mezzo di trasporto adatto a soddisfare le loro esigenze, è necessario predisporre combinazioni di diverse opzioni per la ricarica disponibili su larga scala, inclusa la ricarica wireless. Del tutto simile, in linea di principio, con quella utilizzata per i telefoni mobili, la ricarica wireless sfrutta l’induzione magnetica risonante per trasferire la potenza da una base (pad) di ricarica a terra a un ricevitore posizionato nella parte inferiore di un veicolo elettrico. Attualmente, la ricarica wireless prevede trasferimenti con potenze di ricarica comprese tra 3,3 a 20 kW. Un’infrastruttura WEVCS (Wireless Electric Vehicle Charging System) può essere realizzata nelle aree urbane, con i trasmettitori integrati nei parcheggi pubblici. Ciò consentirebbe ai veicoli elettrici di ricaricarsi in maniera incrementale, ogni volta che sono parcheggiati, senza richiedere alcun intervento da parte del conducente. Oltre a ciò, un’infrastruttura WEVCS di tipo dinamico (D-WEVCS) potrebbe essere realizzata su aree di strade pubbliche, come a esempio le autostrade, mediante una serie di trasmettitori di ricarica integrati che ricaricherebbero lo auto elettriche mentre sono in movimento. La ricarica di tipo dinamico potrebbe risultate molto utile per bus e taxi, grazie a punti di ricarica posizionati nelle corsie riservate ai bus, alle fermate e nei punti di salita/discesa dei passeggeri. In un’infrastruttura WEVCS, sia statica sia dinamica, il trasmettitore preleva la potenza in alternata (AC) a 50-60 Hz e, dopo la rettifica e la correzione del fattore di potenza Livello Potenza Tempo di ricarica approx. (Batteria scarica) 1 1kW 200 km (124 miglia): +/- 20 ore 400 km (249 miglia): +/- 43 ore 2 3-20kW, tipicamente 6kW 200 km (124 miglia): +/- 5 ore 400 km (249 miglia): +/- 11 ore 3 (DCFC) Tipicamente 50kW, occasionalmente 20kW 80% di 200 km (124 miglia): +/- 30 min 80% di 400 km (249 miglia): +/- 1 ora Tab. 1 – Confronto dei tempi di ricarica per i punti di ricarica cablati di livello da 1 a 3 (Fonte: https://chargehub.com/en/electric-car- charging-guide.html ) Fig. 1 – Principali elementi del circuito elettrico di un’infrastruttura WEVCS 1 = filtro di rumore per le emissioni condotte; 2 = circuito per la correzione del fattore di potenza; 3 = bobina di arresto di modo normale; 4 = bobina di arresto di modo comune; 5 = supporto in ferrite sinterizzata; 6 = bobina di arresto di modo comune