Los científicos de Oak Ridge National Laboratories (ORNL) en Tennessee han alcanzado un hito en la investigación para el mundo de los vehículos eléctricos que parece ser una realidad plausible en la próxima década. Hace apenas unas semanas, después de estacionar un Hyundai Kona EV sobre un nuevo cargador inalámbrico, los científicos registraron una tasa máxima de carga inalámbrica de 100 kW a través de un espacio de aire de cinco pulgadas, con una eficiencia del 96%. En una prueba anterior, los investigadores lograron velocidades de carga inalámbrica de 120 kW, pero esta prueba utilizó un automóvil de producción estacionado sobre la bobina prototipo. La potencia registrada es equivalente a un sistema de carga de Nivel 3 utilizando un cable de buena calidad, superando a los mejores cargadores inalámbricos disponibles comercialmente y a los sistemas de carga de pared de Nivel 2. Esta carga sería capaz de restaurar aproximadamente 350 millas en una hora de carga, en comparación con alrededor de 42 millas. En el caso del Kona EV, una carga completa a la máxima velocidad tomaría menos de una hora.
El avance radica en una bobina de acoplamiento electromagnético polifásico, un diseño en el que ORNL ha estado trabajando durante al menos tres años. Un documento publicado por el laboratorio en 2022 afirma que los «sistemas de transferencia de energía inalámbrica de alta potencia (WPT) con acopladores electromagnéticos polifásicos» pueden ser una mejor solución gracias a la «muy alta densidad de potencia superficial», alta eficiencia, formas más compactas y la capacidad de integrar procesos de carga automatizados que podrían servir para vehículos autónomos.
En resumen, el cargador inalámbrico funciona tomando electricidad de corriente alterna (CA) de la pared y convirtiéndola en un campo magnético alternante. Una segunda bobina dentro del dispositivo a cargar convierte ese campo magnético en electricidad para cargar la batería.
El equipo de ORNL, con solo 14 pulgadas de ancho, contiene bobinas hechas de varios materiales que crean un campo magnético de la misma manera que los dispositivos de consumo como teléfonos celulares y cepillos de dientes, llamado carga inductiva. Las bobinas receptoras integradas en una unidad en la parte inferior del Kona EV convierten ese campo magnético más fuerte y uniforme en electricidad, con una eficiencia mayor que la mayoría de los sistemas de carga inalámbrica son capaces de ofrecer. De hecho, una serie de pruebas de carga de vehículos eléctricos mostraron pérdidas de carga de alrededor del 14% al 20% en los sistemas de carga de Nivel 2 y Nivel 3.
ORNL no explicó cómo su «polifaseado» difiere de los campos electromagnéticos en fase en la carga inductiva tradicional, pero mencionó que «los campos magnéticos rotativos generados por las bobinas aumentan la potencia». Además de la tasa de 100 kW, el espacio de cinco pulgadas es significativo; la carga inductiva inalámbrica generalmente se limita a un espacio de unos pocos milímetros. ¿Qué se necesita para implementar este pequeño y potente dispositivo en plazas de estacionamiento y garajes? Lo habitual: mecanismos y estándares de carga inalámbrica uniformes, análisis de materiales versus costos, y la voluntad política y corporativa para financiarlo.
Para conocer más sobre los diversos tipos de tecnologías de transferencia de energía inalámbrica, pueden consultar un artículo de diciembre de 2023 que desglosa ocho tipos de tecnologías, cada una con sus pros y contras. Por ejemplo, en contraste con la solución de ORNL, MIT creó la empresa de carga inalámbrica de vehículos eléctricos WiTricity, que utiliza carga por resonancia magnética para su cargador Halo que alcanza los 11 kW. Será un tiempo antes de que podamos disfrutar de este avance de ORNL, pero el logro en la aplicación en el mundo real ya está en marcha.
