Volterio, il robot per la ricarica delle auto elettriche

Pubblicato il 13 aprile 2020

Sebbene l’e-mobility stia diventando sempre più popolare, in alcune aree c’è ancora spazio per lo sviluppo di tecnologie standard funzionali. Uno di questi esempi è il modo in cui le auto vengono ricaricate: nessuno vuole vedere strade disseminate di stazioni di ricarica. E sebbene la ricarica induttiva sarebbe in gran parte nascosta alla vista, essa presenta alcuni svantaggi significativi. Qui Volterio offre un’alternativa sensata ed efficiente. Il prototipo del robot di ricarica si muove usando i motori Faulhaber.

Le stazioni di ricarica non vanno sicuramente ad abbellire i centri urbani e anche nei garage si farebbe volentieri a meno di cavi e spine ingombranti. La ricarica induttiva senza contatto con bobine nel pavimento del garage o nel manto stradale non presenta nessuno di questi inconvenienti ottici o meccanici. Sfortunatamente però ci sono ancora degli inconvenienti che devono essere sistemati: La “sparizione” delle bobine necessarie alla ricarica comporta l’apertura e il rifacimento del suolo. La potenza massima è normalmente di 3 kilowatt, il che porta a tempi di ricarica lunghi; inoltre, rispetto all’utilizzo di cavi plug-in, con questo tipo di ricarica si perde una parte significativa di corrente che diventa ancora maggiore se non si parcheggia esattamente sopra la bobina.

La tecnologia di Volterio offre una soluzione elegante a tutti questi problemi. Quando è inattivo, il caricabatterie è una struttura poco appariscente collocata sul pavimento e alta solamente 6 cm. L’auto viene semplicemente parcheggiata su di esso per la ricarica. Successivamente un braccio robotico si estende telescopicamente. Alla sua estremità si trova un connettore che punta verso il suo contropezzo nel sottoscocca dell’auto. In precedenza, entrambi i componenti si sono scambiati informazioni tramite comunicazione wireless criptata. Poiché il portacorrente conico rotondo non è un connettore nel senso tradizionale del termine, esso è in grado di stabilire un contatto completo anche se il veicolo non è parcheggiato in modo ottimale. Per la ricerca mirata del braccio viene utilizzato un sistema ad ultrasuoni. La connessione viene stabilita in meno di 15 secondi.

È sufficiente che il connettore si trovi in un campo di 50×50 cm; l’auto può persino essere parcheggiata di traverso. L’intera unità può anche essere completamente incorporata nel pavimento in caso venga ad esempio costruito un nuovo garage o un nuovo parcheggio. La capacità di ricarica di un caricabatterie con connessione domestica è di 22 kilowatt, il che significa che anche le batterie per auto più grandi possono essere caricate completamente in quattro o cinque ore. Tuttavia, questa tecnologia è progettata per gestire fino a 100 kilowatt di corrente continua, riducendo i tempi di ricarica ad un’ora.

L’idea di Volterio nasce da una tesi di laurea scritta da Christian Flechl nel 2014 presso l’Università di Tecnologia di Graz (Austria). Oggi è amministratore delegato di Volterio GmbH e il suo prodotto sta per entrare nella produzione in serie. Un aspetto importante nello sviluppo del prototipo sono stati i tre motori che muovono il braccio robotico lungo i tre assi: “Volevamo costruire un’unità che fosse il più piatta possibile, quindi sin dall’inizio lo spazio disponibile era molto ridotto”, racconta il giovane ingegnere. “Allo stesso tempo, si tratta di spostare notevoli pesi. I motori, in combinazione con un riduttore appropriato, devono quindi garantire una notevole coppia ed una velocità elevata nel minimo volume.”

Una ricerca su Internet lo ha portato velocemente a Faulhaber, dal momento che non molte aziende sono in grado di rispondere a questo tipo di specifiche. “L’interscambio con altri esperti mi ha confermato che con Faulhaber mi trovavo sulla strada giusta, e questo è diventato ancora più evidente proseguendo nella nostra collaborazione. Faulhaber ha sponsorizzato l’intero progetto con una consulenza tecnica approfondita, selezionando i motori appropriati e persino fornendo i motori gratuitamente”. Nei prototipi sono stati installati micromotori CC con riduttori planetari e un controllore di movimento adatto. Inoltre, Faulhaber ha selezionato e fornito ulteriori azionamenti a scopo di test.

L’elevata potenza dei motori della serie CR si basa su una commutazione in grafite molto stabile a bassa usura, su potenti magneti al neodimio e un contenuto di rame particolarmente elevato nell’avvolgimento della bobina. La stazione di ricarica è progettata per circa 20.000 cicli. Ciò significa che viene utilizzato solo circa l’uno percento della durata di vita degli azionamenti. Altrettanto importante è la loro eccellente robustezza, in quanto l’unità Volterio deve funzionare in modo affidabile anche dopo un lungo periodo di fermo e in condizioni meteorologiche avverse.

Il prototipo ha dimostrato elevate performance in una serie di test approfonditi e, in alcuni aspetti decisivi, la tecnologia è chiaramente superiore ai concetti concorrenti. Diversi produttori di auto premium sono rimasti favorevolmente colpiti e sono già in procinto di organizzare la produzione in serie dei caricabatterie. Nel frattempo Volterio si dedica a nuovi compiti: “I processi automatizzati di ricarica possono essere utilizzati in vari modi”, afferma Christian Flechl. “Questo vale per l’intero settore logistico e per tutti i veicoli senza conducente. Sono già in fase di sviluppo anche soluzioni per camion elettrici. Stiamo sviluppando robot di ricarica appropriati, affidandoci sempre al prezioso supporto di Faulhaber”.

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