Stel je voor dat je tank binnen enkele minuten vol is. Stel je nu voor dat je dit doet zonder kabels aan te sluiten. Het klinkt als sciencefiction, maar onderzoekers van Oak Ridge National Laboratory (ORNL) hebben aangetoond dat dit geen droom is. Ze introduceerden een draadloos inductief oplaadsysteem dat 120 kW vermogen produceert met een verbazingwekkende **97% efficiëntie. Dit is zeer indrukwekkend. Dit is vergelijkbaar met de snelste bekabelde DC-snelladers van vandaag.
Dit is een grote sprong voorwaarts. Het vorige systeem van ORNL uit 2016 had een maximaal vermogen van 20 kW. De productie neemt 6 keer toe. Het onderzoeksteam heeft dit bereikt door een nieuw spoelontwerp te combineren met geavanceerde siliciumcarbide (SiC) vermogenselektronica. Het resultaat is een spoel die licht en compact is en, belangrijker nog, niet oververhit raakt. Het minimaliseert het stroomverlies tijdens de transmissie en lost een van de moeilijkste problemen op het gebied van draadloze energie op.
Hoe draadloos inductief opladen werkt
Het mechanisme is bedrieglijk eenvoudig. Dit systeem maakt gebruik van twee spoelen. Plaats er een op de grond of op een oplaadpad. De andere bevindt zich op het voertuig. Aardingsspoelen ontvangen wisselstroom van het elektriciteitsnet en zetten deze om in een hoogfrequente wisselstroombron. Hierdoor ontstaat een magnetisch veld dat door een luchtspleet van ongeveer 15 centimeter (ongeveer 6 inch) gaat.
Wanneer de secundaire wikkeling van het voertuig dit magnetische veld binnengaat, wordt de energie over de opening overgedragen. Deze wordt weer omgezet in gelijkstroom (DC) en opgeslagen in de accu van de auto. Er zijn geen stekkers. Er zijn geen stopcontacten. Gewoon natuurkunde.
Maar ORNL stopte niet bij 120 kW. Het doel is om deze technologie te verhogen naar 350-400 kW. Waarom? Verminder de oplaadtijd tot 15 minuten of minder. Nog ambitieuzer is het streven naar dynamisch draadloos opladen. Dit betekent dat de weg zelf de oplader wordt. Je zou energie trekken tijdens het rijden op snelwegsnelheden.
De toekomst van snelwegladen
Het concept is duidelijk. De laadspoel ligt begraven onder het asfalt van de snelweg. Elektrische voertuigen (EV’s) laden hun batterijen continu op terwijl ze rijden met snelheden tussen 90 en 120 km/u (55 en 75 mph). Dit elimineert effectief bereikproblemen tijdens lange reizen. De infrastructuur is verborgen. De ervaring is naadloos.
Maar de efficiëntie leed eronder. Ondergrondse spoelen zijn minder efficiënt dan de goede oude koperkabel. Maar het gemak is misschien de afweging waard.
Siemens en BMW testen in Berlijn
Oak Ridge National Laboratory voert natuurkundig onderzoek uit in Tennessee, en Siemens en BMW voeren logistieke tests uit in Berlijn. Vanaf juni wordt in de Duitse hoofdstad een inductief laadsysteem geïntroduceerd. Het maakt gebruik van een ondergrondse zender om energie naar de spoelen van het voertuig te sturen, waardoor er geen kabels nodig zijn.
Voor het testen gebruiken ze het BMW ActiveE-prototype. Dit is de 100% elektrische versie van de Series 1. De exacte technische details van de test in Berlijn zijn nog niet bekend, maar de focus ligt op echte integratie.
Dit weerspiegelt de inspanningen in de VS. Plugless Power voert soortgelijke tests uit op het hoofdkantoor van Google in Californië. De race is begonnen om van draadloos opladen de norm te maken in plaats van een nieuwigheid.
Waarom discretie belangrijk is
Waarom moeten we ons druk maken over het inbedden van de spoel? Omdat de huidige laadinfrastructuur lelijk is. Stapels kabels, omvangrijke stations en publieke rompslomp. Een ondergronds systeem is discreet. Het gaat op in het stadsbeeld.
Siemens gelooft dat dit belangrijk is voor massale adoptie. Elektrische auto’s moeten vaker worden opgeladen dan benzineauto’s. Je hebt een flexibele oplossing nodig. Draadloos opladen maakt automatisch opladen mogelijk. Stel je een taxi voor die op passagiers wacht. De auto wordt stationair opgeladen. Er is geen tussenkomst van de bestuurder vereist. Verspil uw tijd niet.
Dan kunnen degenen die twijfelen zich bekeren. Als we zouden kunnen stoppen met opladen op dezelfde manier waarop we stoppen met ademen, zou de toetredingsdrempel aanzienlijk worden verminderd.
Conclusie
We naderen het punt waarop draadloze elektrische auto’s net zo snel kunnen worden opgeladen als benzinestations. De 120 kW-benchmark van ORNL is toonaangevend. Siemens en BMW hebben de effectiviteit van de gepresenteerde modellen bewezen. Google test deze technologie in Silicon Valley.
De technologie bestaat. Hoge efficiëntie. De uitdagingen op het gebied van de infrastructuur blijven bestaan. De richting is echter duidelijk. We stappen af van de kabel. We zijn op weg naar ingebedde energie.
Kun je je auto echt zo snel opladen als je tankt? Misschien niet vandaag. Maar met 350 kW voor de deur wordt het gat snel gedicht. De wegen veranderen. Ben je klaar?
