Tipi di sistemi di trasferimento di potenza wireless

Esistono due tipi principali di sistemi di trasferimento di potenza wireless: sistemi induttivi e ad accoppiamento risonante. I sistemi induttivi utilizzano bobine accoppiate magneticamente, mentre i sistemi accoppiati risonante utilizzano campi elettromagnetici.

I sistemi di trasferimento di potenza wireless induttivi sono costituiti da due o più bobine di filo posizionate l'una vicina all'altra. Una corrente alternata fornita alla bobina primaria genera un campo magnetico variabile nel tempo, che induce una corrente alternata nella bobina secondaria. Questo concetto è simile a un trasformatore, ma con bobine primarie e secondarie fisicamente separate. L'efficienza di un sistema accoppiato induttivamente è massimizzata quando la distanza tra le bobine è ridotta al minimo, poiché una separazione maggiore riduce il trasferimento di potenza.

L'aumento della separazione tra le bobine porta a correnti circolanti tra la fonte di alimentazione e l'induttanza di dispersione della bobina primaria, con conseguente riduzione dell'efficienza. Sebbene i campi magnetici del sistema accoppiato induttivamente non siano bloccati da metalli non magnetici, come alluminio e rame, possono indurre correnti in questi metalli, riducendo l’efficienza di trasferimento complessiva.

I sistemi di trasferimento di potenza wireless accoppiati induttivamente sono comunemente utilizzati a livelli di potenza inferiori dove è facile mantenere una distanza di separazione bassa. Il sistema Hughes MagneCharge, che funzionava a 6,6 kW, ha raggiunto un'elevata efficienza. Tuttavia, i sistemi accoppiati induttivamente richiedono l’interazione fisica per avviare la ricarica, poiché la bobina primaria deve essere inserita in uno slot di accoppiamento sul veicolo.

I sistemi accoppiati in modo risonante offrono un'esperienza di ricarica più conveniente. Possono tollerare spazi d'aria maggiori tra trasmettitore e ricevitore e non richiedono un allineamento posizionale preciso. Ciò consente l'utilizzo di bobine fisse a terra e sul veicolo. I sistemi ad accoppiamento risonante ospitano traferri oltre 100 volte più grandi dei sistemi induttivi, rendendoli più flessibili in termini di posizionamento e allineamento della bobina.