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Sebbene non fosse proprio la macchina volante dei Pronipoti, KITT della serie TV Knight Rider degli anni ‘80 era un veicolo avanti per i suoi tempi. La Pontiac Trans Am modificata era un supercomputer di IA su ruote: guida autonoma, comunicazione vocale intelligente, accesso remoto ai dati e possibilità di controllare dispositivi elettronici esterni. Ed è solo un esempio della lunga lista di caratteristiche che quattro decenni fa hanno lasciato a bocca aperta il pubblico. KITT sarà opera della finzione hollywoodiana, ma molte delle sue caratteristiche sono ora una realtà delle automobili grazie alla comunicazione vehicle-to-everything (V2X). Negli ultimi anni è stata introdotta la prima generazione di veicoli con capacità V2X, a partire dalla VW Golf 8 nel 2019. Veicoli come la Golf 8 e non solo, sono dotati di una gamma di sensori e antenne per comunicare meglio con il mondo che li circonda, costruendo le basi per un’eventuale autonomia. Ancora più di recente, è emerso un nuovo tipo di connessione V2 basata sulla ricarica bidirezionale del veicolo elettrico (VE). La connettività del segnale tramite V2X ora è accompagnata dalla connettività per l’alimentazione tramite le funzionalità vehicle-to-grid (V2G), vehicle-to-home (V2H) e vehicle-to-load (V2L). In che modo queste nuove tecnologie si uniscono per creare il VE del futuro?
La connettività del segnale migliora l’esperienza di guida
Il V2X spesso è definito “IoT su ruote” e si tratta di un’ampia classificazione costituita da una grande quantità di sottocategorie di comunicazione come vehicle-to-device (V2D), vehicle-to-network (V2N), vehicle-to-pedestrian (V2P) e vehicle-to-vehicle (V2V). L’infrastruttura wireless per supportare il V2X, che esiste sia all’interno che all’esterno del veicolo, ha favorito nuove funzioni di sicurezza e comodità come sistemi di avviso di collisione, cruise control adattivo e assistente di parcheggio fornendo un quadro per la guida autonoma. Ma cosa rende questa infrastruttura possibile?Il rapporto Molex, Prevedere la connettività del domani: innovazioni che guidano il mondo interconnesso, esplora il passato, il presente e il futuro delle antenne dei veicoli. Al suo interno, Florian Scherbel, Global Product Manager di Molex, spiega in che modo i veicoli sono passati da un’antenna a stilo AM/FM alla prossima generazione di veicoli connessi con quasi 30 antenne. Ognuna di esse svolge funzioni uniche dalla connessione alla rete 4G/5G alla compatibilità Bluetooth e, infine, alla comunicazione con le reti non terrestri (Non-Terrestrial Networks, NTN) e agli elementi mmWave 5G/6G. Molte di queste antenne sono studiate per supportare e favorire la connessione delle applicazioni V2X, come satelliti, ripetitori, sensori, smartphone e perfino altri veicoli. Tuttavia, la grande quantità di antenne comporta sfide estetiche e di prestazione per gli ingegneri, portando infine alla seguente domanda fondamentale: Come incorporare altre antenne in un modo che non alteri l’aspetto del veicolo né le prestazioni dell’antenna? Per conservare e migliorare l’aspetto e le prestazioni, gli innovativi materiali non conduttivi e gli approcci progettuali consentono alle antenne di essere nascoste nel veicolo e utilizzate insieme ad antenne cosìdette “a pinne di squalo”, migliorando l’affidabilità del segnale e garantendo l’ottimizzazione dell’abitacolo e del corpo del veicolo. Sebbene le tecnologie V2X consentano la connettività del segnale, una nuova era della funzionalità V2 per i VE è resa possibile grazie alla ricarica bidirezionale.
La connettività per l’alimentazione ripensa la definizione della ricarica dei veicoli
La tradizionale ricarica VE è considerata unidirezionale in quanto un VE preleva energia dal caricatore: si tratta di una connessione unilaterale. Il futuro della connettività per l’alimentazione di VE, tuttavia, potrebbe risiedere nella ricarica bidirezionale grazie alla quale un veicolo può essere alimentato da, e alimentare, un sistema connesso. Sebbene il processo possa sembrare semplice, la ricarica bidirezionale pone particolare enfasi sulla qualità e integrità dell’alimentazione per garantire che l’energia trasmessa soddisfi i requisiti. Sebbene esistano leggere variazioni del nome, tre tecnologie stanno portando avanti la ricarica bidirezionale: vehicle-to-grid (V2G), vehicle-to-home (V2H) e vehicle-to-load (V2L).
Cos’è il Vehicle-to-Grid (V2G)?
Il V2G è una tecnologia che consente ai VE di restituire energia alla rete elettrica e ai provider di energia grazie alle loro batterie, trasformando il veicolo in un sistema di stoccaggio dell’energia (battery energy storage system – BESS) mobile. Ciò permette ai proprietari di veicoli di risparmiare denaro e definisce nuovi strumenti di resilienza della rete elettrica. Il V2G riduce i costi di ricarica Consentire ai VE di restituire energia alla rete apre un’interessante porta verso potenziali risparmi di costo o perfino profitti per il proprietario del veicolo. I costi associati alla ricarica di un veicolo variano a seconda della domanda della rete, ma spesso sono inferiori nelle prime ore del mattino. Con la tecnologia V2G, un VE potrebbe caricarsi negli orari meno costosi e rivendere l’energia nella rete elettrica durante il picco della domanda. Il V2G aumenta la resilienza della rete elettrica Sebbene gli esperti ritengano che dovranno passare ancora degli anni per la completa realizzazione del V2G, sono in corso dei test per determinare la fattibilità di questa tecnologia come mezzo per aumentare la ridondanza sulla rete. Di fatto, di recente è stato effettuato un test in un distretto scolastico di New York dove gli autobus scolastici elettrici hanno restituito energia alla rete elettrica nei periodi di pausa, ad esempio nei weekend e nei mesi estivi, quando la domanda potrebbe essere elevata ma la scuola è chiusa. Alcune località stanno osservando il V2G ancora più attentamente. In California è stato recentemente introdotto un disegno di legge che richiede che i nuovi VE offrano opzioni V2G entro il 2027 per contribuire a mitigare le carenze della rete elettrica della California.
Cos’è il Vehicle-to-Home (V2H)?
Le tecnologie V2H fanno sì che l’energia immagazzinata in un VE funga da fonte di energia domestica, ad esempio durante i blackout che arrestano l’alimentazione. Se utilizzata in modo più ampio e non solo negli edifici residenziali, ad esempio in piccoli uffici, la tecnologia viene denominata vehicle-to-building (V2B). La tecnologia V2H offre ai proprietari di casa una flessibilità energetica La tecnologia V2H offre significativi vantaggi per i proprietari di VE, sia come fonte di energia di emergenza che come parte di un approccio globale alla gestione dell’energia domestica. Durante i blackout causati da temporali, guasti della rete elettrica o altri incidenti che causano perdite di potenza, la batteria di un VE può fungere da batteria di riserva di emergenza. Inoltre, la tecnologia V2H può offrire ai proprietari di VE la possibilità di passare dal consumo di energia dalla rete elettrica alla ricezione di alimentazione dalla batteria di un veicolo, ad esempio durante gli orari di consumo di picco quando i prezzi sono più elevati. La tecnologia V2H è un’applicazione ancora in fase di sviluppo La tecnologia V2H è ancora agli inizi, ma sta cominciando ad essere rapidamente adottata dalle case automobilistiche. Sebbene GM abbia annunciato un’iniziativa V2H, esistono ancora dei dubbi circa i prezzi delle apparecchiature associate che rendono il V2H possibile nei veicoli. Le case automobilistiche dovranno decidere se vendere questi sistemi autonomamente o se fare affidamento su un partner OEM esterno (come nel caso di Ford F-150 Lightning e Sunrun).
Cos’è il Vehicle-to-Load (V2L)?
Mentre le tecnologie V2G e V2H si concentrano sui veicoli che alimentano sistemi più ampi, il V2L consente a un VE di alimentare un dispositivo specifico, come una luce esterna in un cantiere. La tecnologia V2L offre agli utilizzatori di VE alimentazione in qualsiasi momento Ricaricare uno smartphone con un veicolo ora è un’attività quotidiana, ma il V2L permette una flessibilità ancora maggiore per alimentare dispositivi esterni. Per l’uso di emergenza, la tecnologia V2L può essere un’opzione eccellente negli interventi di soccorso, consentendo a un veicolo di agire similmente a un generatore a benzina. Per uso ricreativo, i VE con tecnologia V2L possono alimentare le griglie elettriche e le televisioni durante eventi all’aperto come picnic, gite in campeggio e pre-partita. Per uso professionale, gli operai edili possono caricare gli utensili utilizzando la tecnologia V2L. Le possibilità sono infinite. L’adozione della V2L incontra diversi ostacoli Sebbene il concetto di V2L sia semplice, prevede alcuni limiti nella sua forma corrente. Ad esempio, l’utilizzo della batteria di un VE per le applicazioni V2L può comportare usura e deterioramento della batteria maggiori e ridurre la potenziale autonomia e la durata della batteria. Inoltre, gli standard V2L dei connettori, i livelli di potenza e i protocolli di comunicazione devono ancora essere definiti. Di conseguenza, diversi modelli di VE possono presentare difficoltà legate all’interoperabilità.
Molex — Creare connessioni per V2X, V2G, V2H, V2L e non solo Sia che si tratti di connessione del segnale o di alimentazione di un veicolo, la qualità e l’affidabilità sono necessari per prestazioni costanti e affidabili. Molex è un principale fornitore di soluzioni di interconnessione per le applicazioni automobilistiche odierne e future, tra cui antenne all’avanguardia per la comunicazione V2X e connessioni elettriche di alta qualità per la ricarica bidirezionale. Per ulteriori informazioni sul modo in cui Molex stia contribuendo a promuovere il futuro della connettività, visita Il futuro della connettività e scarica il nostro rapporto.
