Riassunto:
La tecnologia di ricarica dei veicoli elettrici si sta sviluppando in nuove direzioni. La giapponese Honda Motor Co. sta sviluppando una tecnologia che consente ai veicoli elettrici di raccogliere energia in modalità wireless durante la guida. Incorporando apparecchiature di trasmissione di energia wireless nelle strade, i veicoli possono ricaricare le batterie senza fermarsi o collegarsi alle linee di ricarica finché percorrono tratti stradali appositamente modificati. Questo sistema non è adatto solo alle normali autovetture, ma prevede di essere applicato anche ai grandi veicoli elettrici commerciali per ridurre i tempi di attesa per la ricarica dei veicoli di trasporto logistico.
Il dipartimento di ricerca e sviluppo della Honda, Honda Technical Research Institute, ha annunciato il 5 ottobre di aver sviluppato congiuntamente una serie di tecnologie di base per sistemi stradali dinamici di trasmissione di potenza wireless con le giapponesi Taisei Construction Co., Ltd. e Taisei Road Co., Ltd. Il sistema utilizza la tecnologia di trasmissione di potenza wireless ad accoppiamento magnetico e il suo nome inglese è Dynamic Wireless Power Transfer, o DWPT in breve. Le tre società prevedono di effettuare test dimostrativi rilevanti sulle strade pubbliche a partire dall'anno fiscale 2027. L'anno fiscale 2027 del Giappone inizierà il 1° aprile 2027.
Diversamente dal metodo attuale che richiede al veicolo di parcheggiare in una pila di ricarica e trasmettere energia alla batteria tramite cavi, il sistema di ricarica wireless dinamico installa l'apparecchiatura di trasmissione di potenza all'interno della strada e installa il corrispondente dispositivo di ricezione nella parte inferiore del veicolo. Quando un veicolo attraversa un tratto stradale dotato di questo sistema, il dispositivo trasmittente sulla strada e il dispositivo ricevente a bordo realizzano la trasmissione di potenza senza fili attraverso l'accoppiamento del campo magnetico, e la potenza ricevuta viene quindi trasferita alla batteria del veicolo.
Ciò significa che in futuro il metodo di rifornimento energetico dei veicoli elettrici potrebbe non basarsi più interamente sulla ricarica del parcheggio. Se il veicolo percorre spesso strade dotate di apparecchiature di alimentazione wireless, può continuare a ottenere parte dell'energia elettrica durante la guida quotidiana, riducendo così la frequenza dei parcheggi per la ricarica. Questa tecnologia è particolarmente interessante per i veicoli commerciali che devono operare per lunghi periodi di tempo e avere una lunga autonomia.
Tuttavia, questo sistema non è semplicemente un enorme pad di ricarica wireless installato sotto la strada asfaltata, ma è costituito da più dispositivi che cooperano tra loro.
L'intero sistema comprende principalmente un sistema di alimentazione CC di terra, componenti di terra su strada e componenti di bordo installati sul telaio del veicolo. Il sistema di alimentazione di terra è responsabile della fornitura di energia elettrica, il componente di terra sulla strada è responsabile della trasmissione di energia attraverso la bobina di trasmissione e il componente di bordo è responsabile di ricevere l'energia elettrica e consegnarla alla batteria.
Una caratteristica importante dello sviluppo Honda è l'integrazione dell'inverter e della bobina del trasmettitore in un'unica unità integrata nella strada. Molteplici unità di questo tipo sono collegate tramite linee CC per formare un sistema di alimentazione wireless stradale. Secondo le informazioni rilasciate da Honda, questa è la prima volta che l'azienda presenta pubblicamente un'unità dinamica di trasmissione di potenza wireless che utilizza questa struttura.
Adottando una struttura di distribuzione dell'energia CC, il sistema può semplificare il layout del cablaggio all'interno della strada e ridurre i componenti richiesti e il carico di lavoro di costruzione. Allo stesso tempo, il sistema di alimentazione CC a terra può cooperare con l'unità trasmittente su strada per ottenere una trasmissione di potenza wireless ad alta potenza con una risposta più rapida e un'uscita più stabile.
Anche la costruzione stradale è fondamentale per l'applicazione pratica di questa tecnologia. Se il tradizionale sistema di alimentazione stradale richiede una ricostruzione stradale su larga scala, potrebbe dover affrontare problemi quali elevati costi di costruzione, lunghi tempi di interruzione del traffico e conseguenti difficoltà di manutenzione. Honda e i suoi partner hanno quindi considerato in modo specifico come installare l'attrezzatura sulle strade esistenti.
Secondo il progetto pubblicato, i lavoratori edili stradali possono fresare il manto stradale esistente, incorporare apparecchiature di alimentazione wireless nello spazio risultante e quindi ripristinare il manto stradale attraverso la successiva costruzione. Il sistema adotta anche misure adeguate per affrontare eventuali irregolarità del manto stradale dopo la fresatura per migliorare l'adattabilità dell'installazione delle attrezzature. Poiché la struttura di distribuzione dell'energia CC può semplificare il cablaggio incorporato nella sezione stradale, si prevede che in futuro l'installazione o gli aggiornamenti delle apparecchiature verranno completati insieme ai regolari progetti di rinnovamento stradale.
Un altro obiettivo di questo sistema è la sua adattabilità ai grandi veicoli elettrici commerciali. Honda spera di promuovere innanzitutto l'uso pratico della tecnologia di ricarica wireless dinamica nei settori della logistica e dei trasporti, poiché l'efficienza operativa dei veicoli merci è spesso direttamente correlata al tempo di ricarica.
Per le normali auto private, il veicolo può percorrere solo decine di chilometri al giorno e il parcheggio per la ricarica notturna o la ricarica presso le stazioni di ricarica pubbliche di solito possono soddisfare la domanda. Ma per i camion merci a lunga percorrenza, le frequenti soste per la ricarica influiranno sull’efficienza del trasporto. Se le apparecchiature di alimentazione wireless possono essere installate sulle autostrade o sulle linee merci, i camion avranno l’opportunità di rifornire continuamente l’energia durante la guida, riducendo il tempo necessario per fermarsi per la ricarica.
Inoltre, le case automobilistiche potrebbero essere in grado di rivalutare la capacità della batteria richiesta per i veicoli in futuro se i veicoli potranno continuare a ricevere energia su parte della strada. Per i veicoli commerciali che operano su percorsi fissi, se lungo il percorso sono presenti affidabili strutture di alimentazione wireless, potrebbe non essere necessario affidarsi interamente a batterie di grande capacità per coprire l’intero viaggio. Tuttavia, se questo modello possa davvero ridurre i costi del veicolo dipende ancora da molti fattori come la copertura stradale, l’efficienza della trasmissione, l’investimento in attrezzature e le modalità di funzionamento del veicolo.
Honda non è la prima azienda a esplorare la ricarica wireless dinamica su strada. Negli ultimi anni sono emersi diversi progetti simili in Europa, negli Stati Uniti e altrove, mentre ricercatori e aziende cercano di installare apparecchiature di trasmissione di energia wireless sopra o sotto le superfici stradali.
In Francia, Electreon ha collaborato con l'operatore autostradale VINCI per testare un sistema di ricarica wireless integrato su un tratto di circa 1,5 chilometri di autostrada vicino a Parigi. I veicoli che prendono parte al test includono camion, furgoni, autovetture e autobus. I primi rapporti sui test indicano che la potenza di trasmissione di picco del sistema supera i 300 kilowatt.
Anche Detroit negli Stati Uniti ha costruito strade pubbliche dotate di tecnologia di ricarica wireless e la casa automobilistica Stellantis ha verificato un sistema di ricarica wireless induttiva su una strada di prova dedicata in Italia. Il Regno Unito ha anche esplorato soluzioni per autostrade elettriche, sperando di migliorare l’autonomia dei veicoli elettrici attraverso strutture di alimentazione lungo il percorso.
Questi progetti dimostrano che la ricarica wireless stradale non è solo un'idea rimasta in fase concettuale, ma che le tecnologie correlate sono entrate a vari livelli di sperimentazione effettiva. Tuttavia, la struttura delle apparecchiature, la potenza di trasmissione e l'ambiente operativo utilizzati nei diversi progetti sono diversi, quindi i risultati dei test non possono essere direttamente equivalenti a quelli di tutti i sistemi di ricarica wireless stradali che raggiungono lo stesso livello.
Honda entrerà successivamente anche in una fase di test su larga scala. Secondo il piano annunciato dalla società, i partner costruiranno una sezione di prova speciale nella seconda metà del 2026 per valutare le prestazioni di trasmissione di potenza, la sicurezza delle apparecchiature e la durata a lungo termine del sistema.
I contenuti del test includeranno il controllo della dispersione del campo elettromagnetico, l'affidabilità strutturale delle apparecchiature integrate nella strada e la possibilità che il sistema continui a funzionare normalmente dopo ripetuti schiacciamenti del veicolo. I test di durata utilizzeranno condizioni di prova equivalenti a un milione di carichi su ruota, con un carico di riferimento di 49 kN su una singola ruota. I ricercatori lo utilizzeranno per valutare se l'apparecchiatura può ancora mantenere un funzionamento stabile dopo essere stata sottoposta per lungo tempo al peso del veicolo e all'impatto dell'ambiente operativo stradale.
Per le apparecchiature elettriche installate sulle strade, la capacità di carico a lungo termine è un problema che non può essere ignorato. Le strade devono resistere al rotolamento ripetuto dei veicoli, ai cambiamenti di temperatura, alle precipitazioni e ad altri fattori ambientali, e le unità di alimentazione wireless integrate non devono solo garantire la resistenza strutturale ma anche mantenere prestazioni stabili di trasmissione di potenza. Se l'apparecchiatura viene danneggiata, ciò potrebbe non solo compromettere l'alimentazione elettrica, ma anche aumentare i costi di manutenzione stradale.
Anche la sicurezza elettromagnetica deve essere rigorosamente verificata. La ricarica wireless si basa sui campi magnetici per trasmettere energia, quindi il sistema deve controllare la distribuzione dei campi elettromagnetici attorno alla strada e valutarne il potenziale impatto sui veicoli, sugli utenti della strada e sulle apparecchiature circostanti. Solo quando sarà verificata in aspetti quali le prestazioni dell’alimentazione, la durabilità strutturale e la sicurezza elettromagnetica, la tecnologia potrà entrare in una gamma più ampia di applicazioni sulle strade pubbliche.
I test di follow-up valuteranno anche se il sistema può raggiungere una potenza massima di trasmissione di 150 kilowatt e verificheranno se il veicolo può ricevere potenza in modo affidabile a velocità di guida più elevate. Questo livello di potenza è un obiettivo che Honda intende verificare ulteriormente e non significa che sia stato dimostrato che il veicolo possa ottenere continuamente 150 kilowatt di potenza di ricarica wireless in tutte le condizioni stradali.
Oltre alla ricerca e sviluppo congiunti tra Honda, Daisei Construction e Daisei Road, le tre società intendono anche partecipare al "Progetto Tateyama" promosso dalla giapponese East Japan Expressway Corporation. Il progetto prevede di effettuare test dimostrativi della tecnologia di trasmissione di potenza wireless dinamica sull'autostrada Tateyama nella prefettura di Chiba a partire dall'anno fiscale giapponese 2027.
Honda prevede inoltre di mostrare i risultati rilevanti della ricerca e dello sviluppo in numerosi eventi del settore, tra cui il Japan Mobility Show Bizweek che si terrà nella prefettura di Chiba, in Giappone, nell'ottobre 2026, e l'International Intelligent Transportation System World Congress 2026 che si terrà a Gangneung, in Corea del Sud, dal 19 al 23 ottobre.
Sebbene le prospettive tecniche abbiano attirato l'attenzione, la ricarica wireless stradale deve ancora affrontare molti problemi pratici prima di poter essere realmente implementata in operazioni commerciali su larga scala.
Il primo è il costo di costruzione. Rispetto alle normali pile di ricarica, la ricarica wireless dinamica richiede non solo che i veicoli siano dotati di speciali dispositivi di ricezione, ma richiede anche la posa di apparecchiature di trasmissione sulla strada, il collegamento delle linee di alimentazione e la costruzione di corrispondenti sistemi di controllo della potenza. Se si vuole che i veicoli continuino ad ottenere energia elettrica durante i viaggi a lunga percorrenza, sarà necessario modificare una parte considerevole della strada e l’investimento iniziale potrebbe essere considerevole.
Il secondo è l'efficienza della trasmissione dell'energia. La trasmissione di potenza wireless comporta inevitabilmente una perdita di energia e fattori quali la velocità del veicolo, la distanza tra le bobine e la disposizione delle apparecchiature stradali possono influenzare l'effettivo effetto di trasmissione. Anche se il sistema può raggiungere una potenza di picco più elevata, ciò non significa che il veicolo possa caricarsi stabilmente a questa potenza durante l'intero processo di guida.
Il terzo problema riguarda la copertura dell'infrastruttura. Se solo pochi tratti stradali sono dotati di apparecchiature di alimentazione wireless, il veicolo dovrà comunque fare affidamento sulle batterie per completare altri tratti stradali. Pertanto, la ricarica wireless dinamica può cambiare in modo significativo il modo in cui i veicoli riforniscono di energia solo se si forma una rete di alimentazione sufficientemente continua sulle linee merci, sulle autostrade o su altre strade ad alto traffico.
Infine, è necessario affrontare anche il modello operativo. La costruzione di strade, l'installazione di attrezzature, la manutenzione e l'alimentazione elettrica richiedono tutti investimenti di capitale. Se in futuro questi costi saranno sostenuti dal governo, dagli operatori autostradali, dalle società di logistica o dalle società energetiche, e il modo in cui gli utenti dei veicoli pagheranno per l’elettricità che ottengono, influenzerà la fattibilità commerciale di questa tecnologia.
Dal punto di vista degli scenari applicativi, la ricarica wireless dinamica può svolgere un ruolo innanzitutto nel campo della logistica e dei trasporti con linee fisse e operazioni ad alta frequenza. Rispetto alla ricostruzione globale di tutte le strade, dare priorità allo spiegamento di attrezzature nei corridoi merci trafficati, vicino agli hub logistici o nelle tratte frequentemente percorse da grandi veicoli commerciali potrebbe essere più semplice per generare una domanda stabile e migliorare l’utilizzo delle infrastrutture.
Honda non ha annunciato un calendario formale di commercializzazione per questo sistema, né ha fornito dati sul costo specifico e sull'efficienza finale della trasmissione dell'energia richiesti per l'implementazione su larga scala. Pertanto, in questa fase, è più opportuno considerarlo un progetto di ricerca e sviluppo che ha completato lo sviluppo della tecnologia di base e sta per entrare nella fase di ulteriore verifica, piuttosto che una soluzione di ricarica matura che sta per essere pienamente diffusa.
Se i test successivi riusciranno a dimostrare che il sistema ha una potenza elevata e affidabile, un'efficienza di trasmissione dell'energia sufficiente e requisiti di manutenzione ridotti, la ricarica wireless stradale potrebbe offrire un nuovo modo di rifornire di energia i veicoli elettrici. Soprattutto per i veicoli elettrici commerciali su larga scala, la riduzione dei tempi di ricarica in parcheggio, il miglioramento dell’utilizzo del veicolo e persino la riduzione della dipendenza dalle batterie ad altissima capacità potrebbero diventare direzioni che vale la pena esplorare.
Tuttavia, ciò che determina realmente se questa tecnologia può cambiare il settore dei veicoli elettrici non è solo se il veicolo può essere ricaricato durante la guida, ma se i costi di costruzione stradale, l'efficienza energetica, la durata delle apparecchiature e i modelli operativi aziendali possono formare un equilibrio sostenibile. Nel corso dei prossimi anni, i test su strada condotti da Honda e dai suoi partner forniranno una base più critica per giudicare il valore effettivo di questa tecnologia.
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