Wireless o conduttiva? Le nuove frontiere della ricarica automatizzata

Accanto alla tradizionale ricarica via cavo, nuove tecnologie stanno allargando le modalità con cui i veicoli elettrici si riforniscono di energia. Dall’induzione magnetica ai sistemi conduttivi automatizzati, la ricarica diventa un processo integrato e senza intervento umano. soluzioni pensate non per sostituire il cavo, ma per accompagnare l’evoluzione verso flotte, servizi e veicoli sempre più autonomi

di Federica Musto

Negli ultimi anni, accanto allo sviluppo delle infrastrutture di ricarica tradizionali, si è aperto un filone tecnologico parallelo che prova a ripensare il momento della ricarica elettrica in chiave completamente automatizzata. È il mondo della ricarica senza intervento umano, che comprende sia soluzioni wireless, basate sull’induzione elettromagnetica, sia sistemi conduttivi autonomi, in cui il contatto elettrico resta fisico ma viene gestito in modo automatico. Queste tecnologie non nascono come alternative dirette alla ricarica via cavo, che oggi rimane il riferimento per semplicità, affidabilità ed efficienza. Nascono piuttosto per rispondere a esigenze diverse, legate a contesti in cui la presenza di un operatore non è prevista o non è desiderabile: flotte automatizzate, trasporto pubblico, servizi di logistica, veicoli a guida autonoma o semi-autonoma.

In questi scenari, la ricarica non è più un’azione volontaria dell’utente, ma un processo che deve avvenire in modo ripetibile, integrato e continuo. All’interno di questo quadro si collocano due approcci tecnologici distinti. Da un lato la ricarica induttiva, che trasferisce energia senza contatto fisico attraverso campi magnetici; dall’altro la ricarica conduttiva automatizzata, che utilizza un collegamento elettrico diretto ma eliminando del tutto la gestione manuale del cavo. Due soluzioni diverse, nate per risolvere lo stesso problema: rendere la ricarica compatibile con sistemi sempre più automatizzati.

La ricarica induttiva

La ricarica induttiva applica al veicolo elettrico un principio già noto nell’elettronica di consumo: una bobina trasmittente, integrata in una piastra a terra o sotto la superficie stradale, genera un campo magnetico alternato; una seconda bobina, installata sul veicolo, intercetta questo campo inducendo una corrente elettrica che viene poi convertita per alimentare la batteria. Il trasferimento di energia avviene quindi senza contatto meccanico, eliminando connettori, prese e parti soggette a usura o a gestione manuale. Per migliorare l’efficienza del sistema e ridurre la sensibilità al disallineamento, le soluzioni più evolute adottano accoppiamento risonante e configurazioni con più bobine. In pratica, trasmettitore e ricevitore vengono fatti lavorare alla stessa frequenza di risonanza, così che il campo magnetico venga “agganciato” in modo più efficace anche quando le bobine non sono perfettamente allineate. L’uso di più bobine, distribuite nella piastra o nel veicolo, amplia l’area di accoppiamento e compensa piccoli errori di posizionamento. Resta però un limite strutturale dell’induzione: più l’allineamento è preciso, maggiore è l’efficienza; in caso contrario, le perdite aumentano rispetto a un collegamento conduttivo diretto. Non a caso, prima di arrivare all’automotive, la ricarica induttiva si è affermata soprattutto in ambito industriale e logistico, dove automazione e continuità operativa hanno storicamente avuto la priorità sull’efficienza assoluta. Da anni viene utilizzata per la ricarica di AGV, robot mobili e muletti elettrici impiegati in magazzini, hub logistici e linee produttive, contesti in cui il veicolo deve fermarsi brevemente, ricaricarsi in modo ripetibile e ripartire senza intervento umano.

In questi ambienti, l’assenza di contatti elettrici esposti riduce l’usura e consente di operare anche in condizioni gravose, come polvere, umidità o atmosfere corrosive. Negli ultimi anni la ricarica induttiva ha iniziato a trovare applicazioni anche nel settore automotive. Porsche, ad esempio, ha annunciato l’introduzione di un sistema di ricarica wireless da 11 kW per la Cayenne Electric di prossima generazione. Il sistema utilizza una piastra a pavimento che integra tutta l’elettronica di potenza e comunica con il veicolo per guidarne il posizionamento; una volta parcheggiata correttamente l’auto, la ricarica si avvia in modo automatico, con un’efficienza dichiarata attorno al 90%. È una soluzione pensata per contesti controllati, come ambienti domestici o parcheggi privati.

Un approccio simile era stato esplorato già nel 2018 da BMW con un programma pilota sulla 530e iPerformance. Il sistema, basato su una piastra a terra e un ricevitore installato sotto il veicolo, trasferiva energia a una distanza di circa 7 centimetri, con una potenza di 3,2 kW e un’efficienza dichiarata intorno all’85%. Il progetto ha coinvolto un numero limitato di clienti e non è stato poi esteso su larga scala, ma ha rappresentato uno dei primi tentativi concreti di portare la ricarica induttiva fuori dall’ambito puramente sperimentale. Oltre a BMW e Porsche, anche altri costruttori hanno testato soluzioni wireless in contesti specifici. Hyundai e Toyota hanno avviato programmi di ricerca e sperimentazione, mentre nel trasporto pubblico aziende come InductEV hanno sviluppato sistemi induttivi ad alta potenza per autobus elettrici, destinati alla ricarica rapida ai capolinea o in depositi dedicati.

Su scala infrastrutturale, la ricarica induttiva viene esplorata attraverso la ricarica dinamica. Il progetto Arena del Futuro, sviluppato lungo un tratto dell’autostrada A35 Brebemi, integra bobine sotto l’asfalto in grado di trasferire energia ai veicoli mentre sono in movimento. I test hanno dimostrato che un veicolo elettrico opportunamente equipaggiato può percorrere il tratto senza consumare la carica della batteria, con un’efficienza paragonabile a quella delle stazioni di ricarica rapida. In questo caso la ricarica non è più un evento separato dalla guida, ma diventa parte integrante dell’infrastruttura stradale. È però proprio questa sperimentazione a mettere in evidenza i limiti della ricarica induttiva quando si guarda a una possibile applicazione su larga scala. L’integrazione delle bobine sotto l’asfalto richiede interventi profondi sulla sede stradale, costi elevati e una pianificazione che oggi ha senso solo su tratti limitati o fortemente controllati.

Più in generale, rispetto a un collegamento conduttivo diretto, l’induzione comporta perdite maggiori, richiede elettronica di potenza complessa e introduce peso e ingombro aggiuntivi sul veicolo. Anche la potenza trasferibile resta inferiore, rendendo questa tecnologia più adatta a ricariche frequenti e distribuite che a rifornimenti rapidi ad alta potenza. Nel complesso, la ricarica induttiva si conferma quindi una soluzione efficace e matura in scenari ben definiti (industriali, logistici o altamente automatizzati) ma ancora difficilmente estendibile come alternativa generalista alle infrastrutture di ricarica conduttiva tradizionali.

a questo link l’articolo completo pubblicato su E-Ricarica di gennaio-febbraio