“Wireless Charging System”. La nuova era degli utensili a batteria

In occasione del Cordless Technology Summit, organizzato lo scorso maggio a Berlino, Bosch ha presentato una novità mondiale, il “Wireless Charging System”, che segna un punto di svolta nell’evoluzione del settore. 

Il Wireless Charging System per la carica delle batterie si basa sul principio dell'induzione elettromagnetica fra due bobine: la bobina primaria, alloggiata nel caricabatteria, viene attraversata da una corrente alternata. Tale corrente alternata, a sua volta, genera un campo magnetico, che induce nella bobina secondaria, integrata nella batteria, una corrente e una tensione, utilizzate per caricare la batteria.
Il principio del Wireless Charging System viene già applicato negli utensili per la casa, ad esempio per lo spazzolino elettrico: in questo caso, la bobina primaria è alloggiata nella stazione di carica e quella secondaria nella batteria dello spazzolino. La differenza fra la carica di uno spazzolino e quella di un elettroutensile consiste nella potenza trasferita, che per l'elettroutensile a batteria è di oltre 50 volte superiore rispetto ai tradizionali spazzolini elettrici (1 Watt), per ottenere gli stessi tempi di carica dei normali caricabatterie per elettroutensili. Tale potenza, relativamente elevata, comporta tuttavia alcune sfide: ad esempio, occorre rilevare se nella zona del trasferimento di energia si trovino oggetti estranei, in modo da non riscaldarli. La carica induttiva, inoltre, deve garantire la stessa potenza dei caricabatterie standard.

Il Wireless Charging System risponde a molte importanti esigenze dell'utilizzatore:
- maggiore semplicità di impiego
- maggiore produttività
- maggiore flessibilità e grande robustezza dei caricabatterie.
L'utilizzatore può così lavorare senza interruzioni, necessitando inoltre di una sola batteria. La ricarica viene integrata in modo completamente naturale nel ciclo di lavoro e il risultato si traduce nella possibilità di avere utensili sempre pronti all'uso, senza più dover pensare alla carica.

Caratteristiche tecniche

Il caricabatteria è composto da un alloggiamento in plastica che ospita la bobina primaria, la cosiddetta elettronica di potenza, e un altro sistema elettronico per la comunicazione con la batteria. Grazie al principio della carica senza contatto, tale alloggiamento presenta una struttura chiusa e non richiede aerazione, risultando quindi molto resistente, anche negli impieghi più gravosi. La bobina primaria genera il campo magnetico per il trasferimento di energia e consente la comunicazione fra caricabatteria e batteria. L'elettronica di potenza eroga la corrente alternata, che induce il campo magnetico nella bobina. Per la comunicazione fra caricabatteria e batteria si provvede a modulare il campo magnetico. La batteria può trasmettere al caricabatteria comandi quali “Avvia” o “Arresta il processo di carica”. L'elettronica del caricabatteria elabora tutti i dati inviati dalla batteria, rilevando inoltre l'eventuale presenza di oggetti in prossimità dell'area di trasferimento di potenza.
La batteria è composta da un alloggiamento termoconduttivo CoolPack, dalla bobina secondaria, da un raddrizzatore con circuito di carica, dalle celle e dall'elettronica di comunicazione. Grazie alla sua concezione, la batteria offre tutti i noti vantaggi di una tradizionale batteria CoolPack. Il campo magnetico generato nel caricabatteria induce una corrente alternata nella bobina secondaria della batteria; questa corrente alternata viene raddrizzata e impiegata come corrente di carica per le celle ad alte prestazioni della batteria stessa.

Il processo di carica

Se tutte le informazioni fra caricabatteria e batteria rispondono ai requisiti, il processo di carica viene avviato: come segnale di avvio, la batteria invia un'apposita sequenza identificativa al caricabatteria. Il caricabatteria controlla costantemente l'ambiente circostante, arrestando il processo qualora rilevi oggetti metallici nell'area di trasferimento di potenza, che potrebbero subire riscaldamenti. Durante la carica, il caricabatteria adatta costantemente il livello di potenza per fornire condizioni di carica ottimali e arresta immediatamente il processo quando la batteria raggiunge la piena carica.
Bosch offrirà la nuova tecnologia di carica in tre varianti:
- come caricabatteria da banco, per impieghi stazionari in officina o nella produzione industriale;
- come caricabatteria tascabile, ossia come stazione di carica semimobile per il lavoro in officina e in cantiere;
- come soluzione mobile con una stazione di carica nel veicolo, che carichi la batteria nella valigetta L-Boxx durante i trasferimenti.
In tutti i casi, la tensione della batteria è di 18 Volt e la capacità è di 2,0 Ah. Le batterie e i caricabatterie sono compatibili con l'intero programma di elettroutensili professionali Bosch da 18 Volt.

Vantaggi

Dall'autunno 2014 sarà messa sul mercato la prima variante, il caricabatteria da banco, che darà all'utilizzatore vantaggi quali: utensile e batteria si troveranno sempre nel punto abituale; la batteria si caricherà durante ogni pausa di utilizzo, quindi sarà più leggera (da 2,0 Ah) e il lavoro meno faticoso. Inoltre, non occorrerà più interrompere il lavoro per sostituire la batteria e si risparmierà la spesa per le costose stazioni di carica industriali.
Infine le nuove soluzioni migliorano sensibilmente la produttività dei collaboratori: se in un contesto industriale un collaboratore impiega mediamente circa un'ora al mese per caricare le batterie, con un costo per l'azienda nell'ordine degli 850 euro annui (17.000 euro annui ipotizzando di avere 20 postazioni di lavoro con utensili a batteria), utilizzando il Wireless Charging System tali costi verranno eliminati.