Já estamos todos acostumados com o carregamento sem fio de smartphones, mas e se você pudesse carregar um carro elétrico da mesma maneira? A tecnologia está sendo desenvolvida atualmente – em breve, tudo que você precisará fazer para carregar seu Tesla é estacioná-lo.
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Como funciona o carregamento de veículos elétricos sem fio
O carregamento sem fio de EV funciona de maneira semelhante à forma como os smartphones carregam – via indução magnética. O carregamento por indução funciona criando um campo eletromagnético em uma área, geralmente por meio de uma bobina de metal carregada, que cria uma corrente em outra área próxima o suficiente para ser afetada por esse campo. Como o campo eletromagnético cria a corrente, não é necessário nenhum cabo para transferir energia.
Nos smartphones , o processo funciona por meio de ímãs ou almofadas com os quais o telefone deve permanecer em contato. Nos carros elétricos, o mesmo conceito básico é utilizado em maior escala, com mais potência, o que permite mais espaço entre a base de carregamento e o veículo. Uma base de carregamento indutivo está no chão e o carro está estacionado sobre ela. Câmeras dentro do carro informam ao motorista quando elas estão posicionadas corretamente sobre a base de carregamento.
Assim que o carro estiver estacionado sobre a plataforma, a placa de aterramento e a placa conectada ao EV geram corrente. A base de aterramento é carregada com energia da rede, criando um campo eletromagnético. A base de carregamento na parte inferior do carro ressoa na mesma frequência magnética que a base no solo, e uma corrente é criada para carregar a bateria do veículo. Ao contrário do carregamento de smartphones, que exige que os ímãs estejam precisamente alinhados e tocados, o carregamento indutivo de EV tem mais margem de manobra – o espaço de ar pode ser de polegadas em vez de milímetros.
Enquanto o carregamento sem fio do smartphone é cerca de 80% eficiente na transferência de energia, o carregamento sem fio de EV afirma ser muito melhor. Tech YouTuber Matt Ferrell em um de seus vídeos falou com uma empresa que fabrica tecnologia de carregamento de EV sem fio chamada WiTricity . O CEO da empresa afirma que seu equipamento de carregamento sem fio é cerca de 99% eficiente. Isso seria quase o mesmo que conectar em uma estação de carregamento ou em casa.
Isso é surpreendente, pois esperaríamos uma perda de eficiência devido ao carregamento sem fio, em vez de conectá-lo. Mas outros dados parecem apoiar esse nível de eficiência de carregamento. O Green Technology Accelerator Center do Rochester Institute of Technology fez parceria com a empresa de carregamento sem fio HEVO para conduzir um estudo no qual o carregamento sem fio de EV foi 95% eficiente em dispositivos protótipos. O carregamento sem fio de até 120 kW com eficiência de 97% foi conduzido em 2018 no Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL) do Departamento de Energia.
Isso não significa que todos carregaremos nossos Teslas sem fio amanhã; a tecnologia ainda está em fase de testes. Mas a WiTricity já adaptou vários modelos de EV com sua tecnologia que supostamente funciona bem. Vários outros países também estão testando-o e trabalhando em direção a uma solução para o mercado de massa. Se melhorados o suficiente para serem implementados para adoção em massa, os kits de carregamento sem fio para os modelos atuais estariam amplamente disponíveis e os novos VEs teriam capacidade de carregamento sem fio integrada.
Isso poderia permitir, como Ferrell falou em seu vídeo, mais autonomia para carros que dirigem e estacionam sozinhos. Se eles pudessem se recarregar por meio de blocos embutidos em vagas de estacionamento ou estradas, não precisariam realmente de nenhuma interação humana para concluir suas tarefas ao longo do dia. Eventualmente, os veículos da frota de última milha, por exemplo, poderiam carregar estacionando ou dirigindo em bases de carregamento sem fio e não precisando ficar conectados ao longo do dia, embora sejam necessárias mais melhorias na tecnologia de direção autônoma antes que isso esteja perto da realidade.
Além disso, a Universidade Cornell já está trabalhando em bases de carregamento sem fio que podem ser implantadas na estrada e alimentar seu carro enquanto você dirige. A Universidade Drexel também está desenvolvendo tecnologia de carregamento sem fio que poderia ser incorporada nas estradas e ser mais capaz de tolerar desalinhamentos entre as bases de carregamento.
O custo de incorporar esse tipo de tecnologia nas estradas em larga escala ainda está por ser visto e pode impedir que as estradas de carregamento sem fio se tornem comuns, embora proibitivamente altas. Os EUA não têm um bom historial no que diz respeito à manutenção das nossas actuais estradas e pontes, mas com a aprovação recente do Congresso de um grande projecto de lei sobre infra-estruturas, poderemos, esperançosamente, ver essa tendência melhorar.
Os desafios do carregamento de veículos elétricos sem fio
Um grande obstáculo para o carregamento sem fio no mercado de massa é o custo. No momento em que este artigo foi escrito, a WiTricity afirma que uma de suas estações de carregamento sem fio custava cerca de US$ 700. Mas calcular o custo real é complicado neste ponto, pois a tecnologia é muito nova. Depende se você está falando em modernizar um único veículo ou equipar uma frota inteira. Também custará mais adicionar vários pads a um grande ônibus elétrico do que instalar um sedã EV comum com carregamento sem fio – chegando aos milhares, de acordo com The Eco Experts . O resultado final é que, no momento em que este artigo foi escrito, a tecnologia de carregamento sem fio custaria significativamente mais do que uma estação de carregamento com fio para instalação para uso pessoal.
À medida que a tecnologia melhora e avança para uma adoção mais ampla no mercado, espera-se que esse preço caia. Por enquanto, porém, continua sendo mais uma novidade cara do que uma solução prática para muitos motoristas de veículos elétricos. Somando-se a isso está o fato de que atualmente não existe muita infraestrutura de carregamento de EV sem fio.
A velocidade de carregamento é outro obstáculo. Quando esta tecnologia começou a se tornar popular, há alguns anos, ela transferia energia apenas em torno de 3,5 kW , de acordo com o Green Car Reports. No momento em que este artigo foi escrito, essa velocidade aumentou para 11 kW, o que é suficiente para adicionar cerca de 34 milhas de energia à bateria por hora de carregamento . Isso é decentemente rápido, especialmente se você ficar estacionado por um tempo, mas está muito longe da estação média de carregamento rápido DC (DCFC) .
Alguns desafios de segurança também precisarão ser abordados, como o que aconteceria se algo metálico entrasse em contato com a base de carregamento enquanto ela estivesse ativa. Como uma corrente elétrica passa pela almofada, um objeto de metal aqueceria e poderia causar um incêndio.
Para resolver isso, os fabricantes estão construindo dispositivos de segurança contra falhas. No vídeo de Ferrell, o CEO da WiTricity explicou que se um objeto como uma lata de metal ou um gato que rastejou para baixo do carro para tentar se aquecer for detectado, o carregador desligará e enviará uma notificação para o seu telefone. Se uma pessoa chegar muito perto da base de carregamento, ela também será desligada. O site da WiTricity descreve essas precauções com um pouco mais de detalhes.
O que vem a seguir para carregamento EV sem fio
Em desenvolvimento desde cerca de 2007, o carregamento sem fio de veículos elétricos poderá finalmente se tornar popular nos próximos anos. A Sociedade de Engenheiros Automotivos (SAE) ratificou um padrão para carregamento de veículos elétricos sem fio em 2020, sinalizando que ele pode ser levado ao mercado de massa. Depois que os fabricantes testarem e desenvolverem a tecnologia adequadamente, provavelmente começaremos a ver o carregamento sem fio se tornar padrão em carros elétricos.
Vai demorar um pouco até que a infraestrutura alcance essa ideia e os kits de retrofit para modelos anteriores se tornem acessíveis ao consumidor médio. Mas é um passo numa direção interessante.
