Cum funcționează încărcarea wireless EV
Publicat: 2022-11-04
Cu toții ne-am obișnuit până acum cu încărcarea fără fir pentru smartphone-uri, dar ce se întâmplă dacă ai putea încărca o mașină electrică în același mod? Tehnologia este în prezent în curs de dezvoltare - destul de curând, tot ce ați putea avea nevoie să faceți pentru a vă încărca Tesla este să o parcați.
Cum funcționează încărcarea wireless a vehiculelor electrice
Încărcarea fără fir EV funcționează într-un mod similar cu modul în care se încarcă smartphone-urile - prin inducție magnetică. Încărcarea prin inducție funcționează prin crearea unui câmp electromagnetic într-o zonă, de obicei printr-o bobină de metal încărcată, care creează un curent într-o altă zonă suficient de apropiată pentru a fi afectată de acel câmp. Deoarece câmpul electromagnetic creează curent, nu este necesar niciun cablu pentru a transfera puterea.
La smartphone-uri, procesul funcționează prin intermediul magneților sau plăcuțelor cu care telefonul trebuie să rămână în contact. În mașinile electrice, același concept de bază este utilizat la o scară mai mare, cu mai multă putere, care permite mai mult spațiu între suportul de încărcare și vehicul. Un suport de încărcare inductiv se află pe pământ, iar mașina este parcata deasupra. Camerele din interiorul mașinii îi spun șoferului când sunt poziționate corect peste suportul de încărcare.
Odată ce mașina este parcată peste pad, placa de masă și placa atașată la EV generează curent. Padul de masă este încărcat cu energie de la rețea, creând un câmp electromagnetic. Padul de încărcare de pe partea inferioară a mașinii rezonează la aceeași frecvență magnetică ca și suportul de pe sol și este creat un curent pentru a încărca bateria vehiculului. Spre deosebire de încărcarea smartphone-ului, care necesită alinierea și atingerea precisă a magneților, încărcarea inductivă a EV are mai multă libertate – spațiul de aer poate fi în inci în loc de milimetri.
Acolo unde încărcarea fără fir pentru smartphone-uri este eficientă în jur de 80% cu transferul de energie, încărcarea fără fir pentru EV se pretinde a fi mult mai bună. Tech YouTuber Matt Ferrell, într-unul dintre videoclipurile sale, a vorbit cu o companie care produce tehnologie de încărcare wireless pentru vehicule electrice numită WiTricity. CEO-ul companiei susține că echipamentul său de încărcare fără fir este eficient în jur de 99%. Ar fi aproximativ același lucru cu conectarea la o stație de încărcare sau acasă.
Este surprinzător, deoarece ne-am aștepta la o pierdere a eficienței din cauza încărcării wireless, mai degrabă decât a conectării. Dar alte date par să susțină acest nivel de eficiență de încărcare. Centrul Green Technology Accelerator al Institutului de Tehnologie Rochester a colaborat cu compania de încărcare fără fir HEVO pentru a realiza un studiu în care încărcarea fără fir EV a fost de 95% eficientă în dispozitivele prototip. Încărcarea fără fir de până la 120 kW cu o eficiență de 97% a fost efectuată în 2018 la Laboratorul Național Oak Ridge (ORNL) al Departamentului de Energie.
Asta nu înseamnă că mâine ne vom încărca cu toții Tesla-ul wireless; tehnologia este încă în faza de testare. Dar WiTricity a modernizat deja mai multe modele EV cu tehnologia lor care, se pare, funcționează bine. Mai multe alte țări îl testează și lucrează la o soluție pentru piața de masă. Dacă sunt suficient de îmbunătățite pentru a fi lansate pentru adoptarea în masă, kiturile de încărcare fără fir pentru modelele actuale ar fi disponibile pe scară largă, iar noile vehicule electrice ar avea capacitatea de încărcare wireless încorporată.
Acest lucru ar putea permite, așa cum a vorbit Ferrell în videoclipul său, mai multă autonomie pentru mașinile cu auto-conducere și auto-parcare. Dacă s-ar putea încărca prin intermediul plăcuțelor încorporate în locuri de parcare sau drumuri, nu ar avea nevoie de nicio interacțiune umană pentru a-și îndeplini sarcinile pe tot parcursul zilei. În cele din urmă, vehiculele flotei de ultimul kilometru, de exemplu, s-ar putea încărca parcând pe sau conducând peste suporturi de încărcare wireless și nu trebuie să fie conectate pe tot parcursul zilei, deși sunt necesare mai multe îmbunătățiri în tehnologia de conducere autonomă înainte ca acest lucru să fie chiar aproape de realitate.
În plus, Universitatea Cornell lucrează deja la plăcuțe de încărcare fără fir care pot fi implantate pe carosabil și pot alimenta mașina în timp ce conduceți. Universitatea Drexel dezvoltă, de asemenea, o tehnologie de încărcare fără fir care ar putea fi încorporată în drumuri și ar putea tolera mai bine alinierea greșită între plăcuțele de încărcare.
Costul construirii unui astfel de tip de tehnologie pe drumuri la scară largă rămâne de văzut și ar putea împiedica ca drumurile de încărcare wireless să devină curente dacă sunt prohibitiv de ridicat. Statele Unite nu au un record foarte bun când vine vorba de întreținerea drumurilor și podurilor noastre actuale, dar odată cu aprobarea recentă a Congresului unui proiect de lege mare privind infrastructura, am putea, sperăm, să vedem că această tendință se îmbunătățește.
Provocările încărcării fără fir EV
Un mare obstacol în calea încărcării fără fir pe piața de masă este cheltuiala. La momentul scrierii, WiTricity spune că una dintre stațiile lor de încărcare wireless costă în jur de 700 de dolari. Dar calcularea costului real este dificilă în acest moment, deoarece tehnologia este atât de nouă. Depinde dacă vorbești despre modernizarea unui singur vehicul sau echiparea unei întregi flote. De asemenea, va costa mai mult să adăugați mai multe plăcuțe la un autobuz electric mare decât să montați un sedan EV obișnuit cu încărcare wireless - până la mii, potrivit The Eco Experts. Concluzia este că, la momentul scrierii, tehnologia de încărcare fără fir va costa mult mai mult decât instalarea unei stații de încărcare cu fir pentru uz personal.
Pe măsură ce tehnologia se îmbunătățește și se îndreaptă către o adoptare mai largă pe piață, acest preț va scădea. Deocamdată, însă, rămâne mai mult o noutate costisitoare decât o soluție practică pentru mulți șoferi de vehicule electrice. La acestea se adaugă faptul că în prezent nu există prea multă infrastructură de încărcare wireless a vehiculelor electrice.
Viteza de încărcare este un alt obstacol. Când această tehnologie a început să devină populară în urmă cu câțiva ani, a transferat putere doar la aproximativ 3,5 kW, conform Green Car Reports. La momentul scrierii, acea viteză a crescut la 11 kW, ceea ce este suficient pentru a adăuga aproximativ 34 de mile de putere bateriei pe oră de încărcare. Este destul de rapid, mai ales dacă veți fi parcat o perioadă, dar este departe de stația medie de încărcare rapidă DC (DCFC).
Unele provocări de siguranță vor trebui, de asemenea, abordate, cum ar fi ce s-ar întâmpla dacă ceva metal ar intra în contact cu suportul de încărcare în timp ce acesta era activ. Deoarece un curent electric trece prin placă, un obiect metalic s-ar încălzi și ar putea provoca un incendiu.
Pentru a rezolva acest lucru, producătorii construiesc seifuri. În videoclipul lui Ferrell, CEO-ul WiTricity a explicat că, dacă este detectat un obiect precum o cutie de metal sau o pisică care s-a târât sub mașină pentru a încerca să se încălzească, încărcătorul se va opri și va trimite o notificare către telefon. Dacă o persoană se apropie prea mult de suportul de încărcare, acesta se oprește. Site-ul web al WiTricity prezintă aceste măsuri de precauție mai detaliat.
Ce urmează pentru încărcarea wireless EV
În dezvoltare din jurul anului 2007, încărcarea fără fir pentru vehicule electrice ar putea ajunge în sfârșit la curent în următorii câțiva ani. Societatea Inginerilor Auto (SAE) a ratificat un standard pentru încărcarea wireless a vehiculelor electrice în 2020, semnalând că poate fi adus pe piața de masă. Odată ce producătorii au testat și dezvoltat tehnologia în mod adecvat, probabil că vom începe să vedem încărcarea fără fir ca standard pentru mașinile electrice.
Va trece ceva timp până când infrastructura ajunge la această idee și kiturile de modernizare pentru modelele anterioare devin accesibile pentru consumatorul mediu. Dar este un pas într-o direcție interesantă.