W latach istnienia pojazdów elektrycznych dokonano wielu ulepszeń i innowacji. Jednak w końcu pojawiła się jedna z najbardziej ekscytujących innowacji: bezprzewodowe ładowanie pojazdów elektrycznych.
Ponieważ technologia bezprzewodowego ładowania pojazdów elektrycznych staje się coraz bardziej zaawansowana i powszechnie dostępna, zatrzymanie się na stacji w celu naładowania pojazdu elektrycznego może stać się przeszłością.
Przecinanie przewodu przy ładowaniu samochodu elektrycznego
Na przestrzeni lat pojawiły się wyzwania technologiczne i logistyczne związane ze skalowaniem ładowania bezprzewodowego technologię dopasowaną do pojazdów elektrycznych. Pokonanie tych wyzwań w wykonalny i opłacalny sposób nie jest łatwe zadanie. Jednak naukowcy złamali kod i teraz opracowują bezprzewodowe ładowanie EV dla pobliskiej ulicy.
Łatwo jest dziś uznać technologię bezprzewodową za coś oczywistego, ale jest to naprawdę najnowocześniejsza technologia. Nauka stojąca za innowacją opiera się na indukcji elektromagnetycznej. Zasadniczo, jeśli prąd przemienny przepływa przez cewkę z drutu, wystąpi pole magnetyczne. Jeśli wprowadzisz kolejną cewkę, pole magnetyczne zaindukuje prąd w tej cewce, który naładuje akumulator.
Działa dobrze na krótkim zasięgu do ładowania telefonu, ale jest wyzwanie. Naukowcy nazywają to prawem odwrotnych kwadratów, odnosząc się do tego, jak pole magnetyczne promieniuje we wszystkich kierunkach, szybko rozpraszając energię na odległość. Z tego powodu cewki pierwotna i wtórna muszą być umieszczone blisko siebie, aby uzyskać maksymalną wydajność.
Ta sama wydajność zależy od wyrównania i pola przekroju poprzecznego dwóch cewek. Cewki muszą być idealnie równoległe do siebie, oddalone od siebie o milimetry, co jest znane jako współczynnik sprzężenia. Chociaż współczynnik sprzężenia 1,0 jest uważany za doskonały współczynnik sprzężenia, rzeczywiste aplikacje osiągają współczynnik sprzężenia jedynie pomiędzy 0,3 i 0,6. Skalowanie tego w celu zastosowania do pojazdów elektrycznych znajdujących się wyżej nad ziemią i nieprawidłowo zaparkowanych prezentuje się pozornie trudności. Naukowcy z MIT i inni pracowali nad rozwiązaniem, opracowując technologię przeciwdziałającą prawu odwrotnych kwadratów.
Lata badań zaowocowały odkryciem rezonansu magnetycznego, poprawiając rezystancję, indukcję i rozproszoną pojemność cewek, tak aby obie działały z dokładną częstotliwością rezonansową. W rezultacie, zamiast przechodzić od jednej cewki do drugiej we wszystkich kierunkach, pole magnetyczne porusza się po prostej ścieżce.
Rezonans magnetyczny wzmacnia sprzężenie między dwiema cewkami, zwiększając całkowity współczynnik sprzężenia. Umożliwia to bezprzewodowe ładowanie autobusów i ciężarówek, które znajdują się wyżej nad ziemią, oraz pojazdów zaparkowanych w sposób, który przyprawia o drapanie się w głowę.
Bezprzewodowe ładowanie pojazdów elektrycznych jest kluczem do przejścia z ICE
Mimo główne zalety jazdy samochodem elektrycznym, nadal istnieją obawy dotyczące potencjalnych nabywców pojazdów elektrycznych. Główne obawy dotyczą zasięgu pojazdów elektrycznych i łatwości ładowania. Ważne jest, aby ładowanie było łatwe. Posiadanie wygodnego i skutecznego sposobu ładowania pojazdów elektrycznych przyciągnie więcej osób na pokład dzięki tej zmianie.
Ponieważ pojazdy elektryczne stają się tańsze w produkcji i zakupie ze względu na niższe koszty akumulatorów, w następnej dekadzie konieczne będzie zainstalowanie rozwiązania do ładowania pojazdów elektrycznych dla milionów właścicieli pojazdów elektrycznych.
Coraz więcej krajów przechodzi z pojazdów z silnikami spalinowymi na elektryczne. W związku z tym infrastruktura wspierająca rozwija się szybko. Wśród nich są Electrify America, Tesla Superchargers i EVgo największych stacji ładowania pojazdów elektrycznych działającą w Stanach Zjednoczonych i rozpoczął się wyścig w celu opracowania najlepszych, najbardziej opłacalnych komercyjnych systemów ładowania bezprzewodowego.
Firmy ścigają się, by dostarczać masom bezprzewodowe ładowarki do pojazdów elektrycznych
Oak Ridge National Laboratory (ORNL) opracowało unikalną wielofazową cewkę elektromagnetyczną, a licencję na tę technologię otrzymała firma HEVO z Brooklynu. Według ORNL, jego unikalna wielofazowa cewka elektromagnetyczna zapewnia najwyższą dostępną gęstość mocy powierzchniowej, 1,5 megawatów (1500 kilowatów) na metr kwadratowy — osiem do 10 razy więcej niż obecnie dostępne technologia. Umożliwia to szybkie ładowanie podczas postoju, a nawet może ładować się podczas jazdy po zmodyfikowanych drogach.
Założyciel i dyrektor generalny HEVO, Jeremy McCool, powiedział:
Za pomocą tylko jednego urządzenia zamontowanego w pojeździe kierowca będzie mógł teraz bezprzewodowo ładować na wszystkich poziomach do 300 kilowatów, zasilanie ich domu przez interfejs pojazd-sieć, a nawet ładowanie podczas jazdy z prędkością autostradową z wydajnością sieci do akumulatora na poziomie 90-96.5%. Wszystkie te funkcje są wbudowane w pakiet montowany po stronie pojazdu wielkości średniego pudełka po pizzy oraz gotową możliwość ładowania pojazdów elektrycznych bez człowieka za kierownicą.
Świat motoryzacji zmieni się w tej dekadzie szybciej niż w ubiegłym stuleciu, a my też potrzebują skokowej zmiany w ładowaniu pojazdów elektrycznych, aby uwolnić pełny potencjał tego rosnącego wielobiliardowego kapitału przemysł.
HEVO stoi w obliczu ostrej konkurencji w zakresie produkcji bezprzewodowych ładowarek do pojazdów elektrycznych w Stanach Zjednoczonych. WiTricity z siedzibą w Massachusetts specjalizuje się również w technologii bezprzewodowej pojazdów elektrycznych. Spinoff MIT, założony przez profesora Marina Soljačicia w 2007 roku.
Technologia WiTricity umożliwia domowe bezprzewodowe ładowanie pojazdów elektrycznych za pomocą naściennej skrzynki elektrycznej połączonej z podłogową podkładką ładującą. Ładowanie rozpoczyna się automatycznie, gdy tylko samochód elektryczny z odbiornikiem przejedzie po podkładce. WiTricity mówi, że jego bezprzewodowe podkładki ładujące można zainstalować na ziemi, na przykład w prywatnej rezydencji, na podjeździe lub w garażu; lub w ziemi, zakopane w chodniku parkingu lub przy krawężniku jako publiczna infrastruktura do ładowania.
„Ładowanie przez wtyczkę jest trudne, brudne, zawodne, a nawet niebezpieczne. Odpowiedzią jest bezprzewodowe ładowanie przez WiTricity dla posiadaczy EV dzisiaj, a już jutro – absolutnie dla pojazdów autonomicznych. Jeśli nie ma kierowcy, kto to podłączy? powiedział Alex Gruzen, dyrektor generalny WiTricity.
FALA to kolejna firma mająca wpływ na rynek ładowania bezprzewodowego. Akronim WAVE oznacza bezprzewodową zaawansowaną elektryfikację pojazdu. Jest własnością Ideonomics, firmy produkującej systemy szybkiego ładowania dla pojazdów średniej i dużej ładowności.
Ideonomics twierdzi, że systemy WAVE o dużej mocy nadają się do zasilania pojazdów elektrycznych w terminalach transportu zbiorowego, magazynach, centrach dystrybucji, usługach wahadłowych i portach morskich.
Tesla nawiązała współpracę z Wave, aby dopasować odbiorniki do swoich półciężarówek, gdy staną się dostępne. Tesla jest bardzo optymistycznie nastawiony do projektu. Jeśli się powiedzie, Elon Musk może rozpocząć ogromne zadanie instalacji bezprzewodowych autostrad ładowania w całej Ameryce w celu wsparcia tej technologii.
Czy bezprzewodowe ładowanie pojazdów elektrycznych jest lepszym sposobem?
Wraz ze wzrostem i popularnością pojazdów elektrycznych firmy technologiczne będą miały wiele okazji do opracowywania rozwiązań, które je wspierają. Dzięki ładowaniu bezprzewodowemu pojazdy elektryczne mogą ładować podtrzymujące przez cały dzień, co rozwiązuje problem ładowania kabla EV i obaw związanych z zasięgiem.
Ładowanie pojazdów elektrycznych przez technologię bezprzewodową jest w czołówce postępów w branży. W przyszłości firmy takie jak HEVO, WiTricity i Wave będą nadal wypełniać luki w tym, co jest potrzebne, aby zapewnić jasną przyszłość nie tylko pojazdów elektrycznych, ale także pojazdów autonomicznych.
