Безжичното зареждане може да ускори развитието на електрическата мобилност

Представете си, че вашето електрическо превозно средство се зарежда, докато е в движение или е на паркинга без да се налага да го включвате към зарядно устройство. Миналата година Обществото на автомобилните инженери (SAE) публикува стандарта SAE J2954 за ускорено приемане на безжично зареждане на електромобили. С напредъка по отношение на разработките на технологията вероятността безжичното зареждане да придобие търговски измерения нараства, пише All About Circuits.

Но може ли това да се превърне в необходимия положителен тласък за електромобилите да се превърнат в основна движеща сила на автомобилния пазар и обратното?

ev1

Как работи безжичното зареждане?

Безжичният трансфер на енергия (WPT) е открит за първи път от Никола Тесла. С течение на времето се появяват редица иновации, като настоящите приложения за WPT включват безжично зареждане на устройства като мобилни телефони и, напоследък, електрически превозни средства.

WPT технология за автомобилите се основава на принципа на трансфер на енергия между предавател и приемник. Предавателят е част от заземен възел, който се захранва от мрежата, докато приемникът е част от сглобката на превозното средство, който приема променлив ток и го преобразува в прав ток за зареждане на батерията.

ev2

Изгодно ли е безжичното зареждане при електромобилите?

Според WiTricity безжичното зареждане е също толкова ефективно, колкото конвенционалното зареждане на електромобилите с ефективност до 93%, с нива на зареждане от 3,6 киловата (кВт) до над 11 кВт. Технологията предлага и дизайн, подходящ за седани, джипове и спортни автомобили. Тя също така осигурява безпроблемен безжичен трансфер на енергия като използва различни материали, включително асфалт, сняг и цимент.

Със своите допълнителни възможности за спестяване на време, WPT и безжичното зареждане като цяло, биха могли да помогнат за премахването на необходимостта от скъпи, обемисти и податливи на износване кабели и други елементи за свързване, като по този начин ускорят еволюцията към електрифициран транспорт.

Методи за безжично зареждане

В момента има два основни начина за безжично зареждане на електромобили. Въпреки че магнитният резонанс е предпочитаният метод за WPT, друга обещаваща техника за безжично зареждане е капацитивното свързване.

ev3

Магнитният резонанс прилага резонансно свързване за постигане на WPT. Според WiTricity, когато естествените честоти на две системи са идентични, те постигат резонансно свързване. Този принцип се използва и за постигане на WPT, при което двете системи играят ролята на предавател и приемник. Той е ефективен метод и може да се използва при значително разстояние между двата обекта.

Капацитивният метод на свързване, от друга страна, постига WPT чрез използване на тоководещи връзки. При него се използват два чифта капацитивни блокове (един на пътя и един под превозното средство) както и инвертор, който преобразува постояннотоковата електроенергия във високочестотно променливо напрежение. Високото напрежение от блока на пътя предава енергия през въздушната междина. След като енергията се прехвърли към превозното средство, напрежението се понижава с подходяща за случая зарядна мрежа за батерията на електромобила.

Въпреки че този метод доказва успеха на безжичното зареждане, може ли това да се превърне в предпочитания начин за зареждане на превозните средства в бъдеще?

Американското министерство на енергетиката посочва, че безжичният трансфер на енергия, съчетан с по-ниски разходи и правилни политики, може да помогне за търговското приложение на технологията. Липсата на феритни материали прави системата по-лека, по-рентабилна и по-лесна за инсталиране по пътищата. Въпреки че електрическите полета, генерирани от леснодостъпното напрежение, обикновено са слаби, подсилването на системата постига достатъчно високи нива за трансфер на електроенергия.

Освен техническите иновации, подходящите правителствени политики могат да позволят пълното прилагане на WPT в транспортния сектор. Ако това се случи, най-ефективният подход би бил да се електрифицират най-натоварените пътища в света. Следователно WPT ще може да зарежда дори камионите, пренасящи товар на дълги разстояния.

Друга жизнеспособна стратегия би представлявало инсталирането на ленти за зареждане в по-големите градове, от светофарите до паркингите. Чрез правителствени стимули и субсидии за зарядните станции може да се насърчат инвестициите от частни, обществени и търговски източници.

Мащабът на внедряване на технологията ще варира и ще зависи от развитието на електрическата мобилност.