Así cargaremos de manera inalámbrica nuestros automóviles eléctricos en un futuro no muy lejano

Aunque a nivel automovilístico la carga inalámbrica, en los vehículos eléctricos, está todavía en pañales, en el día a día los ejemplos de tecnología similar son relativamente antiguos.

Hoy dejaremos de lado la maravillosa placa de inducción que ha solucionado la comida de hoy o ese soporte que nos ha cargado la batería de nuestro taladro y nos centraremos en qué están haciendo las diversas marcas, respecto a una tecnología que será, sí o sí, el futuro de las recargas en nuestros automóviles.

No obstante, llegados a este punto, seguro que muchos os haréis varias preguntas:

¿Qué es y cómo funciona la carga inalámbrica por inducción?

De manera muy muy básica podemos decir que una placa (que podemos integrar bajo el suelo) usa un campo electromagnético (los ingenieros la denominan bobina primaria) para transmitir la energía a una bobina situada en los bajos del coche (secundaria) que se encargará a su vez, de recargar la batería de manera inalámbrica. Estos dos elementos deben estar perfectamente “alineados” o “enfrentados” para que se pierda la mínima energía posible.

¿Cómo sabemos que en un futuro próximo serán, efectivamente, así las recargas?

Pues si observamos la tendencia del mercado, ya existen numerosas soluciones, a pequeña escala, en dispositivos electrónicos para este tipo de carga, incluso dentro del propio automóvil. Recordad que podemos dejar nuestro terminal en la bandeja preparada a tal efecto y, de manera automática, comienza a cargar nuestro inseparable smartphone, pudiendo además conectarlo a la pantalla de infoentretenimiento y tener acceso a numerosas funciones y aplicaciones, sin interferencia con la citada carga, vía Bluetooth o WiFi. Lo lógico es que lo siguiente sea adaptar nuestros garajes, hogares y/o electrolineras a esta manera de funcionar.

¿Qué ventajas tiene la carga inalámbrica?

Al ser un sistema que ocupa poco se puede integrar bajo el suelo (impacto estético – visual “cero”) y las posibilidades son numerosas. Entre las más destacadas son los intentos de llevar a cabo vías de recarga (carriles de autopistas preparados), para que el automóvil no se detenga y cargue mientras transita. O que lo haga en las detenciones obligadas del día a día como los semáforos, las paradas de Bus y taxis, etc. Sería una buena solución en el caso de los profesionales del sector. Si nos paramos a pensar, quizás esto significaría el ansiado sueño de ¿una autonomía ilimitada?

Con este tipo de soluciones diremos adiós a los engorrosos cables y a la “dichosa” guerra de formatos que estamos viviendo (“curiosamente” igual que ocurrió con los móviles).

No le afectan las temperaturas extremas ni el grado de humedad.

Las posibilidades de “intervenciones” no deseadas (vandalismo) se reducen de manera evidente.

Las limitaciones que inicialmente se detectaron, han sido corregidas de manera eficiente, reduciendo el tamaño del dispositivo (para no añadir más peso a los ya de por sí pesados vehículos) o eliminando pérdidas de energía, incorporando asistentes de aparcamiento (como cuando el Roomba va a cargarse él solito a la base). Según las últimas estimaciones los cargadores tradicionales desperdician entre 60 y 100 veces más energía que los cargadores de inducción.

Así que, con un factor de eficiencia, que en muchos casos está por encima del 90%, este método nos va a permitir cargar las baterías de alto voltaje de los vehículos de forma eficiente, cómoda y segura.

Pero, vamos al grano. Repasemos qué se está cociendo en las diversas empresas y marcas automovilísticas al respecto.

Audi: Aunque en un principio su sistema “Audi Wireless charging” estaba diseñado para implementarlo en el e-Tron, el prototipo diseñado por la marca de los cuatro aros se basa en la instalación de una placa de 90 x 70 cms que puede colocarse sin asegurar en el piso del garaje y tiene una altura de solo 70 mm. Carga con corriente alterna, pero parece que no ha terminado de cuajar del todo y han pospuesto su lanzamiento, sin fecha concreta, para “optimizar” tanto el sistema primario como secundario (emisor-receptor).

BMW: El sistema que presentó BMW como prototipo, constaba de una base con una bobina primaria integrada, que puede instalarse tanto en el garaje como en una zona a la intemperie, y de una bobina secundaria y abierta, integrada en los bajos del vehículo. Como en casi todos estos ejemplos, se genera un campo magnético alterno entre las dos bobinas, a través del cual se transmite la electricidad sin cables ni contactos con una potencia de carga de hasta 3,2 kW según indican desde BMW. Esta forma de alimentación de la batería ofrece un tiempo de carga de unas tres horas y media. El primer modelo que integra este sistema de manera opcional es el BMW 530e iPerformance. Veremos lo que da de sí esta propuesta con los ingenieros de BRUSA.

BOCH: En colaboración con Evatran adaptan diferentes modelos (Tesla Model S, BMW I3, Nissan Leaf y la primera generación del Chevy Volt)  para la carga inalámbrica con opción a dos potencias (3,6 y 7,2 kW). Prometen adaptarse, en un futuro muy cercano, a casi todos los modelos eléctricos que vayan saliendo.

 

ETRA: Además de los automóviles estos sistemas inalámbricos tienen aplicaciones muy interesantes en el transporte público. Aquí os dejo un ejemplo respecto a la carga en autobuses de línea urbanos.

HEVO POWER: Esta compañía norteamericana ha diseñado un sistema de recarga inalámbrico mediante resonancia electromagnética o inducción cuyo diseño nos recuerda bastante a las tapas de alcantarilla. Este proyecto ha contado con la colaboración de la Universidad de Nueva York y según sus creadores, consigue un nivel de eficiencia equiparable al cable.

Hyundai: Junto con KIA, han presentado un innovador concepto de sistema de carga inalámbrica para vehículos eléctricos, que denominan Sistema Automatizado de Valet Parking (AVPS). Lo novedoso de este sistema es que, según nos enseñan en su web, “reubica los vehículos completamente cargados en las estaciones de carga y permite que se carguen otros vehículos eléctricos que estaban en espera“. En definitiva, se trata de comercializar esta tecnología con el lanzamiento del vehículo autónomo de nivel 4, que estiman sea una realidad alrededor del año 2025. Esta necesidad de automatización se basa en que este sistema, aparca, reubica y distribuye los vehículos en base a su necesidad de carga e incluso posibilita que el vehículo acuda al lugar donde el conductor vaya a iniciar la conducción.

ORLN: Os invito a echar un vistazo a este enlace del Departamento de Energía de USA. Están a punto de conseguir llevar a cabo cargas de entre 350 a 400 kW, lo que permitiría reducir el tiempo de carga de los vehículos eléctricos actuales a tan solo 15 minutos. De momento, un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL por sus siglas en inglés) ha demostrado la eficiencia de su sistema de carga inalámbrica para coches eléctricos, capaz de conseguir 120 kW de potencia. Sin duda estamos muy cerca del objetivo final con el objetivo de cargas sencillas y rápidas.

Qualcomm Halo: Esta compañía con sede en San Diego (USA) presume del diseño de su bobina múltiple que, en la plataforma de carga, ofrece una “…alta eficiencia de transferencia de energía y alta potencia (3,3 kW y 6,6 kW)”, incluso si las plataformas no están alineadas. En su web podemos ver ejemplos que van desde equipos básicos hasta instalaciones para alta competición (concretamente para el espectacular auto de carrera Drayson B12 / 69 EV) pasando por soluciones destinadas a vehículos de lujo exclusivos como el Rolls Royce Phantom 102EX.

Según Graeme Davison, vicepresidente de desarrollo comercial y mercadotecnia de Qualcomm Halo:

“…el coste de la carga inalámbrica por inducción hoy en día es equiparable al de la carga conductiva, donde se usa un cable. Cargar un vehículo eléctrico, de forma inalámbrica, facilita el uso del vehículo eléctrico y elimina el riesgo de que se nos olvide enchufar el coche durante la noche… El uso de un coche eléctrico con carga inalámbrica no será tan diferente al de uno a gasolina, solamente que no tendremos la necesidad de trasladarnos a una gasolinera para repostar.“

MAGMENT: Esta empresa alemana ha patentado un hormigón magnético, formado por partículas de ferrita recicladas, capaz de conducir la corriente eléctrica y actuar como un sistema de recarga dinámico e inductivo para vehículos eléctricos. Ideal para la recarga dinámica. Según podemos ver en su web: “…La capa de hormigón magnetizable incorpora en su interior partículas de ferrita recicladas procedentes de residuos electrónicos. Hace las veces de una bobina eléctrica primaria, conductora, en la que se puede introducir una corriente eléctrica y crear un campo magnético que activa la bobina secundaria que iría situada en el vehículo eléctrico que circula sobre la carretera. La capa superior, de hormigón convencional o de asfalto, protege el módulo eléctrico del desgaste y de las inclemencias del tiempo“.

WiTricity: Han realizado una colaboración con General Motors, para desarrollar un prototipo de carga inalámbrica y prometen “…máxima eficiencia y la interoperabilidad entre plataformas de vehículos.“

El diseño y la arquitectura del sistema de la empresa WiTricity se está homologando y adaptando en numerosos mercados de la mano de organismos de estandarización como por ejemplo: la SAE International y la IEC / ISO (Internacional); el DKE y Project STILLE (Alemania) o la CATARC (China).

El consabido diseño, tipo bobina, que nos presenta el sistema WiTricity nos ofrece:

• Tasas de carga escalables de 3,6 a 11 kW, para vehículos que van desde los PHEV con baterías de pequeña capacidad, hasta EV con baterías de alta capacidad y largo alcance.
• La capacidad de cargar vehículos que va desde vehículos deportivos (con poca distancia al suelo) pasando por sedanes con distancia al suelo media, hasta SUV con una altura considerable.
• La posibilidad de instalarse como plataforma de carga en tierra en una residencia privada y enterrarse en el pavimento de un estacionamiento como infraestructura de carga pública.

Drive 11, que así se llama el sistema, es un sistema ‘aparca y carga’, y se trata de un dispositivo que se despliega en el suelo, como una almohadilla, y sobre el que se sitúa el coche.

Este sistema también puede instalarse bajo el pavimento, de tal forma que podría ofrecer el servicio de recarga de las baterías en aparcamientos de centros comerciales o de edificios de oficinas, por ejemplo. El sistema es compatible con distintas plataformas de vehículos eléctricos.

Según comenta Alex Gruzen, CEO de WiTricity, “…el vehículo eléctrico ha sido reconocido como fundamental para el futuro de la movilidad…” y añade que el proyecto que prueba junto a General Motors, “nos acerca un paso más a la realización de nuestra visión de un mundo inalámbrico”.

Cómo no, en nuestro país también tenemos tecnología de este tipo. Sin ir más lejos el Proyecto W-Alma creado por el grupo español PREMO (que, por cierto, es la misma empresa que ha desarrollado las llaves para los VE de TESLA) especializado en el diseño, fabricación y comercialización de componentes inductivos, con la colaboración del Centro Tecnológico del Plástico (Andaltec), el Instituto de Ciencias de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) y la Universidad Politécnica de Madrid. Sumando esfuerzos, el proyecto W-Alma tiene como objetivo ofrecer los materiales más punteros del mercado para estas cargas.

W-ALMA está siendo financiado por el Ministerio de Economía Industria y Competitividad, concretamente por Retos-Colaboración del Programa Estatal de Investigación, Desarrollo e Innovación Orientada a los Retos de la Sociedad, en el marco del Plan estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016. Esta ayuda está cofinanciada por la Unión Europea, a través del Programa Operativo que tiene por Objetivo Temático: Promover el desarrollo tecnológico, la innovación y una investigación de calidad.

Como siempre os invito a que aportéis otras iniciativas de otras marcas y modelos. Aquí sería imposible exponer todas, ya que el espectro de empresas y proyectos con colaboraciones es muy variado y extenso. Como ejemplos finales de esta entrada, os remito a las colaboraciones que han tenido BOCH y EVATRAN, o lo que ya desarrolló en su día CONTINENTAL, Así mismo, no sería justo dejar de mencionar los proyectos de CIRCE, VOLVO, Mojo Mobility, ORNL y un largo etc.

Para finalizar os dejo, como a mí me gusta, un dato significativo: según un estudio titulado ”Wireless Charging Market by Technology & Industry Vertical – Forecast to 2025“, publicado por ResearchAndMarkets.com, el volumen total de negocio del mercado de carga inalámbrica fue de 5,2 millones de dólares en 2017, pero será de 71.213 millones en 2025, aumentando una media anual del 38,7% desde este mismo año hasta el citado 2025. Por si no había quedado claro qué nos depara el futuro de la recarga en los Vehículos Eléctricos.