Освободите «электрику» от кабеля. Беспроводная автомобильная зарядка

Беспроводная зарядка автомобиля, несомненно, намного удобнее, чем вставлять вилку в розетку. Однако на данный момент это не дешевое и технически совершенное решение.

С тех пор, как появились идеи беспроводной зарядки, а затем свет увидели прототипы решений, эта концепция сопровождается сомнениями – будет ли она эффективной, быстрой и не вызовет ли она слишком больших потерь электроэнергии?

По данным производителей, уровень потерь при индуктивной зарядке составляет максимум 10%в то время как в проводной зарядке это 5%. Так что разница не видится принципиальной.

Однако индуктивная зарядка требует, чтобы она оставалась работоспособной. очень близко к катушкам «доноры» и «реципиенты». Эта проблема решается альтернативным методом, разработанным несколько лет назад, основанным на электромагнитный резонанс. В этой системе Резонансная система установлена ​​в автомобиле. Зарядка ЭМ происходит после синхронизации электромагнитного резонанса передатчика и приемника..

Этот метод настолько лучше, что вам не нужно точно позиционировать элементы системы. Более эффективная передача энергии также является большим плюсом. Возможна передача мощности 3,3 кВт на расстояние 20 см с потерями 10%. Компоненты такой системы легче и намного меньше, чем компоненты, необходимые для индукционных решений.

WiTricity из Бостона разрабатывает эту методику уже более десятка лет. В последнее десятилетие Марин Солячич (1), профессор физики Массачусетского технологического института, экспериментировал с несколькими способами передачи энергии, включая радиочастоту, ультразвук и даже индукцию, прежде чем пришел к выводу, что МРТ предлагает наилучшее сочетание производительности и удобства. Он подал заявку на патент в 2006 году, который наконец получил в 2010 году, а тем временем, в 2007 году, основал WiTricity. Изначально компания работала над решениями для зарядки бытовой электроники, включая смартфоны. В настоящее время он сосредоточен почти исключительно на разработке практической системы питания автомобиля, налаживая сотрудничество с BMW. Wi-Tricity также работает с Toyota, которая тестировала коврики для зарядки на гибридах Prius, а также с Honda, Hyundai, Nissan и GM. Однако только BMW 530e iPerformance является первым автомобилем, появившимся на рынке с такой системой.

Испытания в Берлине — резкий старт в Осло в 2023 году.

Решение МРТ не идеально. Большое пространство между погрузочным матом в земле и приемным матом в транспортном средстве создает некоторые проблемы, которые, если подумать, совсем не тривиальны. В этой области токи индуцируются во всем, что туда идет, даже в металлах или живых тканях. Последствия могут быть непредсказуемыми. Конечно, это можно исправить, увеличив коврик в машине, что растягивает магнитное поле и снижает силу токов, но конструкторы обычно стараются сэкономить место и вес. Другой идеей было бы установить датчики движения для отключения зарядки, когда, например, ребенок проскальзывает под машину. Однако это означает, что в конечном итоге он не будет перезаряжаться.

Таким образом, эксперты пришли к выводу, что решение проблемы — сделать беспроводные зарядные станции обычным аксессуаром общественных парковок, в том числе на проезжей части.

Недавно в Берлине были протестированы беспроводные зарядные устройства Qualcomm (2). На общественных парковках установлено несколько зарядных станций. В эксперименте использовались вышеупомянутые электрические, в которых были установлены модули беспроводной зарядки — по цене 3 злотых. евро каждый. Инициаторы проекта гарантируют, что после его завершения зарядные станции останутся на своих местах, а если результаты окажутся обнадеживающими, будут установлены дополнительные коврики для зарядки, в том числе на боковых полосах дорог.

2. Тесты беспроводной зарядки в Берлине

Конечно, по мере распространения подобных систем трудно представить, что горожане будут пользоваться только одной моделью автомобиля. Поэтому WiTricity и Qualcomm сотрудничают с Обществом автомобильных инженеров (SAE) над глобальными стандартами, которые позволят автомобилям разных производителей беспрепятственно использовать одну систему, а также обеспечивать возможность зарядки для них.

Рассматриваются и более далеко идущие решения, в которых автомобили являются не только «получателями» энергии, но и «донорами» — например, при длительном простое. Ведь аккумулятор в автомобиле не должен безрезультатно разряжаться — он может питать городскую сеть. Резонансная система WiTricity работает в обоих направлениях.

Берлин проводит испытания, а в Осло вскоре появится серьезная система беспроводной зарядки. В конце марта этого года агентство Reuters сообщило, что столица Норвегии станет первой в мире агломерацией, в которой будут установлены беспроводные, индуктивные зарядные станции для электротакси — все для создания городской транспортной системы с нулевым уровнем выбросов к 2023 году.

В Норвегии, где больше всего электриков в мире, есть план, согласно которому к 2025 году все новые автомобили, продаваемые в стране, будут полностью исправны.

В проекте Осло будет использоваться индукционная технология. Зарядные площадки будут на тротуаре, где припарковано такси, а приемник будет установлен в машине. Эта система позволяет передавать до 75 кВт мощности. Проект позволит создать первую в мире работающую городскую беспроводную инфраструктуру для быстрой зарядки электротакси. Он также призван помочь в дальнейшем развитии технологии беспроводной зарядки для всех водителей электромобилей.

Автономность плюс беспроводная связь

Компаний, занимающихся разработкой беспроводной зарядки, немного, но обычно это крупные и известные бренды. Система зарядки, разработанная Qualcomm, используется в электрогонках Формулы E с 2012 года. Во Франции компания построила 100-метровую испытательную зарядную трассу, где было доказано, что электромобили можно заряжать с земли даже при скорость XNUMX км/ч.

BMW планирует продавать модули беспроводной зарядки для вышеупомянутого гибридного агрегата 530e iPerformance. Для полной зарядки этого автомобиля требуется 3,5 часа. Все, что вам нужно сделать, это подключить коврик в гараже к бытовой электросети, а затем вам останется только поставить машину в гараж — она заряжается сама.

работает над технологией беспроводной зарядки для самой популярной в мире электрической модели — Nissan LEAF.

С 2018 года Mercedes Benz предлагает дополнительную беспроводную зарядку для некоторых моделей.

Корейцы из компании Kia недавно продемонстрировали новую систему беспроводной зарядки электромобилей, интегрированную с автономной парковкой, которая получила название (AVPS).

В пресс-релизе Hyundai объясняет, как работает система:

«После подачи команды на зарядку с помощью смартфона автомобиль автоматически подъезжает к незанятой беспроводной зарядной станции. Когда он полностью заряжен, он автоматически перемещается на другое парковочное место, что позволяет заправлять дополнительные транспортные средства (3). Когда водитель вызывает машину, она автоматически едет в указанное место. »

3. Иллюстрация системы Hyundai и Kia

Hyundai и Kia рассматривают возможность коммерциализации этой идеи примерно в 2025 году.

Все это кажется довольно очевидным направлением развития как технологий беспроводной зарядки, так и автономных транспортных средств. Ведь сложно представить связь будущего, в которой все или почти все происходит без водителя, а вилку постоянно приходится вставлять в розетку самому.