Уявіть, що ви заправляєте бак за лічені хвилини. А тепер уявіть, що робите це без підключення будь-яких кабелів. Це звучить як наукова фантастика, але дослідники Національної лабораторії Оук-Рідж (ORNL) показали, що це не мрія. Вони представили систему бездротової індукційної зарядки, яка видає потужність 120 кВт при приголомшливій ефективності 97%. Це вражає. За показниками це можна порівняти з найшвидшими сучасними провідними зарядними станціями постійного струму (DC).
Це великий крок уперед. Попередня система ORNL 2016 мала максимальну вихідну потужність 20 кВт. Продуктивність збільшилася у 6 разів. Дослідницькій команді вдалося досягти цього, поєднавши нову конструкцію котушки з передовими силовими електронними компонентами на основі карбіду кремнію (SiC). В результаті вийшла котушка, яка легка, компактна і, що найважливіше, не перегрівається. Вона мінімізує втрати потужності при передачі та вирішує одну з найскладніших проблем у галузі бездротової передачі енергії.
Як працює бездротова індукційна зарядка
Механізм оманливо простий. Ця система використовує дві котушки. Одна розміщується на землі чи на зарядному майданчику. Інша знаходиться на транспортному засобі. Наземні котушки отримують змінний струм від мережі та перетворять його на джерело змінного струму високої частоти. Це створює магнітне поле, яке проходить через повітряний проміжок близько 15 сантиметрів (приблизно 6 дюймів).
Коли вторинна обмотка транспортного засобу потрапляє у магнітне поле, енергія передається через зазор. Вона перетворюється назад на постійний струм (DC) і накопичується в акумуляторі автомобіля. Жодних виделок. Жодних розеток. Лише фізика.
Але ORNL не зупинився на 120 квт. Ціль полягає в тому, щоб збільшити цю технологію до 350–400 кВт. Навіщо? Щоб скоротити час заряджання до 15 хвилин або менше. Ще більш амбітною є розробка динамічної бездротової зарядки. Це означає, що сама дорога стає зарядним пристроєм. Ви отримуватимете енергію під час руху на швидкостях по шосе.
Майбутнє зарядки на шосе
Концепція ясна. Зарядна котушка утримана під асфальтом шосе. Електромобілі (EV) постійно заряджають свої акумулятори під час руху зі швидкостями від 90 до 120 км/год (55–75 миль/год). Це ефективно усуває проблеми із запасом ходу на далеких дистанціях. Інфраструктура прихована. Процес відбувається непомітно.
Однак ефективність страждає. Підземні котушки менш ефективні, ніж звичайні мідні кабелі. Але зручність може коштувати цієї жертви.
Тести Siemens та BMW у Берліні
Національна лабораторія Оук-Рідж проводить фізичні дослідження в Теннессі, а Siemens та BMW проводять логістичні випробування у Берліні. Починаючи з червня, у німецькій столиці буде запроваджено систему індукційної зарядки. Вона використовує підземний передавач передачі енергії на котушки автомобіля, усуваючи необхідність у кабелях.
Для тестування використається прототип BMW ActiveE. Це повністю електрична версія серії 1. Точні технічні деталі берлінських тестів поки що невідомі, але основна увага приділяється реальній інтеграції.
Це відбиває зусилля США. Компанія Plugless Power проводить аналогічні випробування на території штаб-квартири Google у Каліфорнії. Йде гонка за те, щоб зробити бездротову зарядку нормою, а не новинкою.
Чому важлива скритність
Навіщо нам потрібно турбуватися про запровадження котушок у землю? Тому що поточна інфраструктура заряджання негарна. Купи кабелів, громіздкі станції та незручності для громадськості. Підземна система непомітна. Вона вписується у міський пейзаж.
Siemens вважає це важливим для масового впровадження. Електромобілям потрібно заряджатися частіше, ніж автомобілям із двигунами внутрішнього згоряння. Вам потрібне гнучке рішення. Бездротове заряджання забезпечує автоматичне заряджання. Уявіть собі таксі, яке чекає на пасажирів. Автомобіль заряджається на неодруженому ходу. Втручання водія не потрібне. Не витрачайте свій час.
Тоді ті, хто має сумніви, можуть бути переконані. Якби ми могли заряджатися так само, як дихаємо, бар’єр для входу був би значно знижений.
Висновок
Ми наближаємося до моменту, коли електромобілі можна буде заряджати так само швидко, як заправляють бензином. Показник ORNL 120 кВт задає тон. Siemens та BMW довели ефективність представлених моделей. Google тестує цю технологію у Силіконовій долині.
Технологія існує. Висока ефективність. Проблеми інфраструктури існують. Проте напрямок зрозумілий. Ми відходимо від кабелів. Ми рухаємось до вбудованої енергії.
Чи дійсно можна заряджати автомобіль так само швидко, як заправляти його паливом? Можливо, не сьогодні. Але з 350 кВт вже на горизонті розрив швидко скорочується. Дороги змінюються. Чи готові ви?
