V letih obstoja električnih vozil je prišlo do številnih napredkov in inovacij. Vendar pa je končno prispela ena najbolj vznemirljivih novosti: brezžično polnjenje električnih vozil.
Ko postaja tehnologija brezžičnega polnjenja električnih vozil naprednejša in vse bolj dostopna, lahko postane pot do postaje za polnjenje električnega vozila stvar preteklosti.
Rezanje kabla pri polnjenju električnega avtomobila
Skozi leta je prišlo do tehnoloških in logističnih izzivov pri povečanju brezžičnega polnjenja tehnologija, ki ustreza električnim vozilom. Premagovanje teh izzivov na izvedljiv in stroškovno učinkovit način ni enostavno naloga. Vendar pa so raziskovalci razbili kodo in zdaj razvijajo brezžično polnjenje električnih vozil za ulico v vaši bližini.
Brezžično tehnologijo je danes enostavno vzeti za samoumevno, vendar je to resnično vrhunska tehnologija. Znanost za inovacijo temelji na elektromagnetni indukciji. V bistvu, če izmenični tok teče skozi žično tuljavo, se pojavi magnetno polje. Če vnesete drugo tuljavo, bo magnetno polje v to tuljavo induciralo tok, ki bo napolnil baterijo.
Deluje dobro na kratkem dosegu za polnjenje telefona, vendar obstaja izziv. Znanstveniki temu pravijo inverzni kvadratni zakon, ki se nanaša na to, kako magnetno polje seva v vse smeri in hitro razprši energijo na daljavo. Zaradi tega morajo biti primarne in sekundarne tuljave nameščene v neposredni bližini za največjo učinkovitost.
Enaka učinkovitost je odvisna od poravnave in površine prečnega prereza obeh tuljav. Tuljave morajo biti v popolni poravnavi, vzporedne druga z drugo, ločene z milimetri, kar je znano kot faktor sklopitve. Čeprav 1.0 velja za popoln sklopitveni faktor, aplikacije v resničnem svetu dosegajo le sklopitveni faktor med 0,3 in 0,6. Povečanje tega obsega za uporabo na električnih vozilih, ki so višje od tal in nepopolno parkiranih, je očitno težave. Raziskovalci MIT in drugi delajo na rešitvi in razvijajo tehnologijo za preprečevanje zakona inverznega kvadrata.
Leta študija so privedla do odkritja magnetne resonance, prilagajanja upora, indukcije in porazdeljene kapacitivnosti tuljav, tako da obe delujeta na natančni resonančni frekvenci. Posledično magnetno polje sledi ravni poti, namesto da bi prehajalo iz ene tuljave v drugo v vseh smereh.
Magnetna resonanca okrepi sklopitev med dvema tuljavama, kar poveča skupni faktor sklopitve. To omogoča brezžično polnjenje avtobusov in tovornjakov, ki stojijo višje od tal, ter vozil, parkiranih tako, da se popraskate po glavi.
Brezžično polnjenje električnih vozil je ključnega pomena za prehod z ICE
Kljub ključne prednosti vožnje z električnim vozilom, potencialni kupci električnih vozil še vedno skrbijo. Največji pomisleki vključujejo doseg električnih vozil in enostavnost polnjenja. Pomembno je, da je polnjenje enostavno. S priročnim in učinkovitim načinom polnjenja električnih vozil se bo s prehodom vključilo več ljudi.
Ker postajajo električna vozila zaradi nižjih stroškov baterije cenejša za proizvodnjo in nakup, bo treba v naslednjem desetletju namestiti rešitev za polnjenje električnih vozil za milijone lastnikov električnih vozil.
Več držav prehaja z vozil z motorjem z notranjim zgorevanjem na električna. Posledično podporna infrastruktura hitro raste. Electrify America, Tesla Superchargers in EVgo so med njimi največje polnilnice za električna vozila ki deluje v Združenih državah, in začela se je tekma za razvoj najboljših in stroškovno najučinkovitejših komercialnih brezžičnih polnilnih sistemov.
Podjetja tekmujejo za dobavo brezžičnih polnilnikov za električna vozila množicam
Nacionalni laboratorij Oak Ridge (ORNL) je razvil edinstveno polifazno elektromagnetno tuljavo, podjetje HEVO iz Brooklyna pa je dobilo licenco za to tehnologijo. Po navedbah ORNL, njegova edinstvena polifazna elektromagnetna tuljava zagotavlja najvišjo razpoložljivo površinsko gostoto moči, 1,5 megavatov (1.500 kilovatov) na kvadratni meter – osem do desetkrat več kot je trenutno na voljo tehnologija. To omogoča hitro polnjenje med mirovanjem in ima možnost polnjenja celo med vožnjo po spremenjenih cestah.
Ustanovitelj in izvršni direktor HEVO Jeremy McCool je dejal,
Od samo ene naprave, ki je nameščena na vozilo, bo voznik zdaj imel prednost brezžičnega polnjenja na vseh ravneh do 300-kilovatov, napajanje njihovega doma prek vmesnika vozilo-omrežje in celo polnjenje med vožnjo pri hitrih avtocestah z učinkovitostjo omrežja-akumulatorja 90-96.5%. Vsa ta funkcionalnost je vgrajena v paket na strani vozila v velikosti srednje velike škatle za pico in že pripravljeno možnost polnjenja električnih vozil brez človeka za volanom.
Svet avtomobilizma se bo v tem desetletju spreminjal hitreje kot v prejšnjem stoletju in mi potrebujete korak spremembo pri polnjenju električnih vozil, da sprostite polni potencial tega rastočega več bilijonov dolarjev vrednega industrija.
HEVO se sooča s hudo konkurenco pri proizvodnji brezžičnih polnilnikov za električna vozila v Združenih državah. WiTricity s sedežem v Massachusettsu je prav tako specializiran za brezžično tehnologijo električnih vozil. MIT spinoff, ustanovil ga je profesor Marin Soljačić leta 2007.
Tehnologija WiTricity omogoča domače brezžično polnjenje električnih vozil z uporabo stenske električne omarice, povezane s talno polnilno ploščo. Polnjenje se začne samodejno, takoj ko EV s sprejemnikom zapelje čez blazino. WiTricity pravi, da je njegove brezžične polnilne plošče mogoče namestiti na tla, na primer v zasebnem stanovanju, dovozu ali parkirni garaži; ali v tleh, zakopan v pločniku parkirišča ali robniku kot javna polnilna infrastruktura.
»Polnjenje prek vtičnice je težko, umazano, nezanesljivo in celo nevarno. Odgovor je brezžično polnjenje WiTricity za lastnike električnih vozil danes in povsem za avtonomna vozila jutri. Če gonilnika ni, kdo ga bo priključil?« je dejal Alex Gruzen, izvršni direktor WiTricity.
VALOVI je še eno podjetje, ki vpliva na trg brezžičnega polnjenja. Kratica WAVE pomeni Wireless Advanced Vehicle Electrification. Je v lasti podjetja Ideonomics, ki izdeluje hitre polnilne sisteme za srednje tovorna in težka vozila.
Ideonomics trdi, da so visoko zmogljivi sistemi WAVE primerni za napajanje električnih vozil na terminalih javnega prevoza, skladiščih, distribucijskih centrih, prevozih in pristaniščih.
Tesla je sodelovala s podjetjem Wave, da bi na svoje poltovornjake namestila sprejemne omarice, ko bodo na voljo. Pri Tesli so glede projekta zelo optimistični. Če bo uspešen, se bo Elon Musk morda lotil ogromne naloge namestitve avtocest za brezžično polnjenje po vsej Ameriki za podporo tehnologije.
Je brezžično polnjenje električnih vozil boljši način?
Z naraščanjem rasti in priljubljenosti električnih vozil bo tehnološkim podjetjem na voljo veliko priložnosti za razvoj rešitev za njihovo podporo. Z brezžičnim polnjenjem se lahko električna vozila polnijo ves dan, kar reši problem polnjenja prek kabla za električna vozila in skrbi za doseg.
Polnjenje električnih vozil prek brezžične tehnologije je v ospredju napredka industrije. V prihodnosti bodo podjetja, kot so HEVO, WiTricity in Wave, še naprej zapolnjevala vrzeli v tem, kar je potrebno za zagotovitev, da prihodnost ne le električnih vozil, ampak tudi avtonomnih vozil ostane svetla.