¿Qué es la recarga por inducción?
Estoy seguro de que más de alguno que nos lee tiene un teléfono con recarga inalámbrica: no hay más que dejarlo sobre el cargador para que empiece su ciclo de carga de batería. El principio empleado para la recarga de los vehículos es el mismo, pero con una mayor potencia. Pero, ¿cuáles son los principios de la recarga inalámbrica?
Tranquilos, no nos vamos a extender demasiado, ni vamos a emplear fórmulas matemáticas como rotacionales o ecuaciones de Maxwell. Intentaremos explicarlo de manera sencilla.
El sistema consta básicamente de dos elementos: una bobina, en el transmisor; y otra bobina situada a cierta distancia, en el receptor. Una bobina, no es más que cable de cierto grosor, enrollado un cierto número de veces. Dependiendo de estos parámetros, y del tipo de material que exista en su interior, tendremos un valor de inductancia.
Si hacemos pasar una corriente alterna por la primera bobina (Tx), se creará en su interior un campo magnético. Según el sentido de la corriente, el campo magnético también cambiará de sentido. Esto lo explicó hace años el señor Faraday, con sus ecuaciones de inducción (por si queréis profundizar). Pues bien, este campo magnético también pasará por la segunda bobina (Rx), si está lo suficientemente cerca, por lo que a su vez, inducirá (de ahí el nombre) una corriente eléctrica en la segunda bobina. Ya tenemos corriente en la segunda bobina, sin tocar la primera. Si os fijáis, es el mismo principio que en un transformador de corriente.
Para aumentar la potencia, lo que se hace es intentar que la distancia sea la menor posible, la inductancia sea lo mayor posible, y que ambas bobinas sean idénticas en número de vueltas, para que entren en resonancia; para que os hagáis una idea, es como sintonizar la radio: la que emite y la que recibe deben estar en la misma frecuencia, para que la transferencia de energía entre ambas sea máxima.
Para resumir: fijáos en la imagen, el sistema es muy sencillo. Se hace pasar una corriente por la primera bobina, y mágicamente, aparece corriente en la segunda. Aplicándolo a vehículos, lo más importante es la alineación de ambas bobinas: si coinciden ambos centros, la alineación será perfecta y la transmisión de potencia será máxima. Cualquier pequeña desviación, hará que el rendimiento decaiga muy rápidamente. Así que es importante que estén muy bien alineadas.
A partir de aquí, entran los sistemas accesorios que cada fabricante quiera implementar: un detector de proximidad con transmisión de datos NFC, para que el sistema no esté funcionando 24 horas, un conversor de AC a DC para cargar las baterías del vehículo, etc. Cabe decir que el sistema es bastante seguro, se puede utilizar a la intemperie, y si pasamos por encima de él, aunque estuviera funcionando solo la bobina transmisora, no moriríamos electrocutados, ya que nuestro cuerpo no estaría “sintonizado” a la misma frecuencia. Aún así, no sería recomendable, por las corrientes parásitas que se podrían inducir. De ahí que se implementen sistemas de seguridad para que únicamente funcione cuando el vehículo se encuentra alineado encima de la bobina transmisora.
BMW 530e y la recarga por inducción
Como decíamos, BMW será el primer fabricante en lanzar comercialmente el sistema en 2018, como opción de su 530e (enlace a su ficha técnica). Como sabéis, se trata de un híbrido enchufable con una batería de 9,4 kWh, muy pequeña si la comparamos con la de cualquier eléctrico del mercado. El sistema de recarga inductiva de BMW es capaz de entregar, en condiciones óptimas de alineación, 3,2 kW. Esto quiere decir que necesitamos unas 3 horas y media para recargar la batería del 530e al completo. Como veis, el sistema en sí entrega muy poca potencia, haciéndolo inútil para la recarga de eléctricos puros.
Para que os hagáis una idea, si quisiéramos recargar un Tesla de 100 kWh de batería desde cero, necesitaríamos más de un día, concretamente 31 horas y cuarto. Por tanto, la potencia que entrega es equivalente a la que puede entregar un enchufe de nuestro hogar, y solo es útil y rápida en el caso de los vehículos híbridos, cuya batería es bastante más pequeña que los eléctricos. También es un ritmo de carga aceptable para un coche como el BMW i3 (33 kWh), siempre y cuando hablemos de una carga durante toda la noche.
Aun así, es muy positivo que un fabricante “abra el juego” en este campo, para que el sistema comience a progresar poco a poco. Aún no hay precios definidos, pero algunas fuentes apuntan a un precio ligeramente superior a los 900 dólares americanos (alrededor de los 800 €). Os dejamos un vídeo donde podéis ver como funciona el sistema de BMW.
La carga por inducción y el resto de los fabricantes
Es evidente que BMW no es el único interesado en esta tecnología. Me atrevería a decir que todos los fabricantes tienen algún prototipo en marcha, utilizando este tipo de recarga. Vamos a realizar un repaso sobre los proyectos más relevantes.
Toyota, en colaboración con Witricity, ya disponen de un sistema funcional. Bosch en colaboración con Evatran, con un sistema compatible con Chevrolet Bolt, Nissan Leaf, Rolls Royce Phantom 102EX (prototipo) o Citroën C1 (prototipo). Audi presentó su sistema de inducción en 2015, y tenía una potencia de 3,6 kW, muy similar al de BMW. Volvo junto a Bombardier también dispone de un sistema experimental. Renault por su parte colabora con Qualcomm (el mismo fabricante de la mayoría de CPU de nuestros móviles, y los creadores de Qi, el estándar de carga inalámbrica nuestros dispositivos) en su proyecto Halo, donde los Zoe se recargan a una distancia de hasta 40 cm con un 94% de eficiencia, en unas pruebas desarrolladas en Londres.
En nuestro país, Renault también apuesta por la investigación con su proyecto W Alma, y están desarrollando un nuevo cargador inalámbrico, junto al Centro Tecnológico del Plástico (Andaltec), la empresa Premo, compañía especializada en el diseño, fabricación y comercialización de componentes inductivos, el Instituto de Ciencias de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) y la Universidad Politécnica de Madrid. Este proyecto pretende tener un modelo funcional en 2019 con una potencia de 3,3 kW y un 92% de eficiencia.
El futuro de la inducción será ¿en marcha?
Está claro que estamos al inicio de una nueva era, y que este sistema de carga por inducción tiene mucho camino por recorrer. Incluso hemos visto experimentos, como el desarrollado por Renault con una Kangoo Z.E., donde en una pista de 100 metros acondicionada con cargadores inductivos en toda ella, recargan la batería del vehículo -o hacen que se descargue muy despacio- a medida que este se mueve.
Digamos que se trataría como una especie de tranvía, pero sin contacto. Personalmente le auguro tanto éxito como al vídeo Betamax. Creo que el coste de instalación y mantenimiento de esta infraestructura, junto con el desarrollo de nuevas baterías de más capacidad, van a hacer que el sistema sea muy poco atractivo para una implantación masiva. Este sistema, tal y como está planteado ahora, permite recuperar 0,25 kWh por kilómetro a 100 km/h. En otras palabras, solo recargaría si el consumo eléctrico está en ese momento por debajo de 25 kWh/100 km, factible en un vehículo con la aerodinámica de la Kangoo Z.E. Eso sí, recargaría la batería completa muy despacio, y en una carretera larguísima.
En cuanto exista competencia entre fabricantes, el sistema mejorará, se hará más eficiente y potente, aunque como hemos visto, hoy por hoy no puede competir en potencia con un buen cable de cobre.
