Безжичното зареждане на електромобили е все по-близо до реалността

Безжичното или индуктивно зареждане на електрически автомобили работи чрез използване на магнитен резонанс и зарядна подложка за генериране на поле, което предава енергия

20:00 | 20 февруари 2024

Автор: Топе Алаке

Източник: Bloomberg L.P.

Някой ден автомобилите със зареждане от електрическата мрежа може да не се нуждаят от щепсел. Водачите на електромобили просто ще спират на специализирано място за паркиране, когато е време да се заредят, ще изчакват да се включи лампичката на таблото, след което ще слизат от автомобила и ще продължават деня си.

Това е обещанието за безжично зареждане на електромобили - индуктивен пренос на електрони, който ще премахне необходимостта от всички тези досадни кабели. Множество стартъпи от години работят за създаването на свят, в който безжичното зареждане да стане масово явление, а с нарастването на броя на електромобилите се увеличава инерцията за осъществяване на тази мечта. Компаниите се обединяват около стандартизирана технология, производителите на автомобили започват експерименти с безжични устройства, а общините планират случаи на използване. Дори Tesla Inc. проявява интерес.

Но все още има големи пречки, сред които са бавните скорости на зареждане, средствата и интересите, необходими за изграждането на станции и привличането на повече производители на автомобили. Макар че на хартия зареждането без кабел звучи чудесно, технологията е изправена пред същия парадокс, който влияе на разпространението на обществените контакти: По-голямото потребителско търсене би могло да накара автомобилните компании да започнат безжично зареждане, но ръстът на търсенето на електромобили се спъва отчасти от притесненията относно общественото зареждане.

„Ако бях производител на автомобили, вероятно щях да се въздържа да го поставя на превозно средство днес, само защото няма никакви безжични зарядни устройства“, казва Майкъл Вайсмилър, програмен ръководител за научноизследователска и развойна дейност в областта на електрификацията в Службата за автомобилни технологии към Министерството на енергетиката на САЩ. „За да има смисъл от това, наистина трябва да видим инфраструктурата и превозните средства да се внедряват едновременно.“

Безжичното или индуктивно зареждане на електромобили работи чрез използване на магнитен резонанс и зарядна подложка за генериране на поле, което предава енергия. Когато бобина в приемник под автомобила се изравни с бобина в подложката за зареждане, приемникът улавя тази енергия и я подава към акумулатора на автомобила. Технологията е подобна на безжичното зареждане на телефони, което също изисква приемник и изравнени намотки, но системите за електромобили могат да работят при разстояние 250 мм.

Скоростта обаче е проблем. Повечето безжични зарядни устройства са на нивото на зарядно устройство от ниво 2 (такова, каквото използвате у дома), а не на бързите зарядни устройства за постоянен ток, налични на много обществени станции. Електрическите автомобили също трябва да бъдат проектирани с оглед на безжичното зареждане. Макар че е възможно да се модернизират електромобилите, на практика това може да доведе до отпадане на гаранцията на батерията на автомобила, коментира Амая Харденавис, анализатор в Wood Mackenzie.

Още по темата

Безжичното зареждане може да ускори развитието на електрическите автомобили

За производителите на автомобили все още е трудно да оправдаят възможността за безжично зареждане: То е скъпо и все още няма станции за зареждане, които да го превърнат в привлекателна екстра за купувачите на автомобили. Алекс Грюзен, главен изпълнителен директор на базираната в Масачузетс WiTricity Corp., казва, че възможността за безжично зареждане на неговата компания ще струва на производителите на автомобили няколкостотин долара на автомобил, а на потребителите - поне 2500 долара в началото - и двете цифри според него ще намалеят през следващите пет години.

Тези пречки означават, че поне засега безжичното зареждане на електромобили съществува предимно под формата на пилотни проекти. Някои производители на автомобили в Китай и Южна Корея тестват технологията на нови леки автомобили, но много от тестовете за безжично зареждане са насочени към търговски превозни средства, които обикновено имат постоянни маршрути и лукса да се зареждат през нощта на фиксирани места за паркиране.

„Можете да разположите зарядните устройства на определени места по маршрутите през целия ден“, казва Лорен Макдоналд, основател и главен изпълнителен директор на EVAdoption, фирма за анализ на електрически превозни средства.

Това лято WiTricity планира да внедри своята безжична система Halo в количките за голф и леките автомобили E-Z-GO и ICON EV, след като демонстрира технологията в модернизирани автомобили като Mustang Mach-E на Ford. Сред инвеститорите на компанията са Mitsubishi Corp. и Siemens AG, а WiTricity има партньорство за демонстрация на безжично зареждане на автомобили, произведени от южнокорейската KG Mobility. WiTricity твърди, че с нейната технология леките автомобили могат да се зареждат до 35 мили на час.

„Зареждането продължава да бъде една от основните причини за безпокойство на купувачите на електромобили, а ние го превръщаме в нещо, което просто се случва на заден план“, казва Грузен.

В окръг Лос Анджелис транспортният орган на долината Антелопе използва индуктивни системи, произведени от WAVE Charging, за да захранва своя парк от електрически автобуси. Според Джеймс Роял, маркетинг директор на AVTA, агенцията разполага с 15 станции за безжично зареждане WAVE - една в офисите и 14 по автобусните маршрути. Индианаполис също използва безжично зареждане за своите електрически автобуси, които са произведени от китайския гигант BYD Co. През 2019 г. градът си партнира с базирания в Пенсилвания стартъп за зареждане InductEV (тогава наречен Momentum Dynamics Corp.).

Още по темата

Употребяваните електромобили започват да изглеждат като добра сделка

Ще трябва да плащате още, за да използвате пътищата. Обвинявайте електромобилите

Базираният в Бруклин стартъп за безжично зареждане HEVO Inc. работи с Националната лаборатория Оук Ридж на Министерството на енергетиката и Stellantis NV за изпробване на 50-киловатова безжична система на хибридния автомобил Chrysler Pacifica на автомобилния производител, след като миналата година завърши демонстрация с безжично зарядно устройство от ниво 2. HEVO разработва и 300-киловатово безжично бързо зарядно устройство в партньорство с Oak Ridge, казва главният изпълнителен директор Джереми Маккол.

В може би най-критичния сигнал за потенциала на безжичното зареждане за леки автомобили, през декември ръководителят на дизайна на Tesla Франц фон Холцхаузен потвърди, че компанията разработва собствена версия на технологията. „Работим върху индуктивно зареждане, така че дори не е необходимо да включвате нещо в този момент - просто спирате в гаража си, минавате през подложката и тя се зарежда“, обясни фон Холцхаузен в YouTube.

Вотът на доверие от страна на Tesla предизвиква интерес и сред други производители на автомобили. „Това е основният сигнал за събуждане", казва Маккол. „Докато това не се случи, безжичното зареждане все още се смяташе за маргинална технология. Сега тя е тенденция.“

Стандартизацията също може да помогне за по-бързото приемане. През 2022 г. SAE International - асоциация на инженери и технически експерти в областта на транспорта - финализира първия стандарт за стационарно безжично зареждане за лекотоварни автомобили - категория, която включва леки автомобили. Стандартът обхваща всичко - от безопасна скорост на зареждане (до 11 киловата) до оперативна съвместимост и производителност.

„Това означава, че могат да се изграждат зарядни устройства за жилищни сгради“, казва Грюзен. „Това означава, че паркингите могат да приемат безжично зареждане от компании, които са специализирани в този вид обществена инфраструктура. А производителите на автомобили могат да се съсредоточат върху производството на съвместими автомобили.“

SAE също така публикува насоки, макар и не окончателни стандарти, за тежкотоварни автомобили, които да се зареждат безжично със скорост до 500 киловата. Министерството на енергетиката е сключило споразумения за демонстрация на тази технология по маршрута на UPS в Юта и в няколко обекта на Walmart. „В крайна сметка производителите на камиони и на автомобили ще трябва да решат дали това има смисъл за тях“, казва Вайсмилър.

Засега по-голямата част от инвестициите все още се насочват към традиционните зарядни устройства за електромобили, въпреки че федералните и щатските законодатели в САЩ настояват за безвъзмездни средства за разширяване на безжичното зареждане. По данни на Министерството на енергетиката в САЩ вече има над 9000 обществени станции за бързо зареждане и над 53 000 станции от второ ниво. Очаква се още повече станции да бъдат пуснати в експлоатация, когато щатите започнат да използват 5 млрд. долара федерални средства.

Според експерти обаче бъдещото развитие на автомобилните технологии, особено автономното шофиране, може да засили аргументите в полза на безжичното зареждане. В момента SAE работи по стандартен метод за съгласуване на електромобилите с подложки за зареждане, което ще се окаже особено важно, когато автомобилите започнат да се движат и паркират сами.

Захранването на електромобил върху подложка също не е последната граница на зареждането. SAE планира да актуализира своя стандарт за лекотоварни автомобили, за да включи двупосочно зареждане, което позволява на автомобила да подава енергия обратно към мрежата. Грузен казва, че следващото поколение компоненти за безжично зареждане на WiTricity ще бъдат двупосочни; той очаква да започне да ги продава на производителите на автомобили по-късно тази година.

SAE също така разработва технически насоки за така нареченото „динамично индуктивно зареждане“ - т.е. зареждане без щепсел, когато автомобилът е в движение. Тази технология, която би могла да превърне самите улици в зарядни подложки, е все още в начален стадий на развитие. Миналата година израелската компания Electreon тества динамично зареждане на четвърт миля път в Детройт. По-рано този месец Stellantis заяви, че нейният Chrysler Halcyon Concept EV, чието производство е планирано за 2028 г., ще бъде оборудван с възможност за динамично безжично зареждане.