Представьте, что вы заправляете бак за считанные минуты. А теперь представьте, что делаете это без подключения каких-либо кабелей. Это звучит как научная фантастика, но исследователи из Национальной лаборатории Оук-Ридж (ORNL) показали, что это не мечта. Они представили систему беспроводной индукционной зарядки, которая выдает мощность 120 кВт при потрясающей эффективности 97%. Это впечатляет. По показателям это сопоставимо с самыми быстрыми современными проводными зарядными станциями постоянного тока (DC).
Это большой шаг вперед. Предыдущая система ORNL 2016 года имела максимальную выходную мощность 20 кВт. Производительность увеличилась в 6 раз. Исследовательской команде удалось достичь этого, объединив новую конструкцию катушки с передовыми силовыми электронными компонентами на основе карбида кремния (SiC). В результате получилась катушка, которая легкая, компактная и, что самое важное, не перегревается. Она минимизирует потери мощности при передаче и решает одну из самых сложных проблем в области беспроводной передачи энергии.
Как работает беспроводная индукционная зарядка
Механизм обманчиво прост. Эта система использует две катушки. Одна размещается на земле или на зарядной площадке. Другая находится на транспортном средстве. Наземные катушки получают переменный ток от сети и преобразуют его в источник переменного тока высокой частоты. Это создает магнитное поле, которое проходит через воздушный зазор около 15 сантиметров (примерно 6 дюймов).
Когда вторичная обмотка транспортного средства попадает в это магнитное поле, энергия передается через зазор. Она преобразуется обратно в постоянный ток (DC) и накапливается в аккумуляторе автомобиля. Никаких вилок. Никаких розеток. Только физика.
Но ORNL не остановился на 120 кВт. Цель состоит в том, чтобы увеличить эту технологию до 350–400 кВт. Зачем? Чтобы сократить время зарядки до 15 минут или менее. Еще более амбициозной является разработка динамической беспроводной зарядки. Это означает, что сама дорога становится зарядным устройством. Вы будете получать энергию во время движения на скоростях по шоссе.
Будущее зарядки на шоссе
Концепция ясна. Зарядная катушка埋ена под асфальтом шоссе. Электромобили (EV) непрерывно заряжают свои аккумуляторы во время движения со скоростями от 90 до 120 км/ч (55–75 миль/ч). Это эффективно устраняет проблемы с запасом хода на дальних дистанциях. Инфраструктура скрыта. Процесс происходит незаметно.
Однако эффективность страдает. Подземные катушки менее эффективны, чем обычные медные кабели. Но удобство может стоить этой жертвы.
Тесты Siemens и BMW в Берлине
Национальная лаборатория Оук-Ридж проводит физические исследования в Теннесси, а Siemens и BMW проводят логистические испытания в Берлине. Начиная с июня, в немецкой столице будет внедрена система индукционной зарядки. Она использует подземный передатчик для передачи энергии на катушки автомобиля, устраняя необходимость в кабелях.
Для тестирования используется прототип BMW ActiveE. Это полностью электрическая версия серии 1. Точные технические детали берлинских тестов пока неизвестны, но основное внимание уделяется реальной интеграции.
Это отражает усилия в США. Компания Plugless Power проводит аналогичные испытания на территории штаб-квартиры Google в Калифорнии. Идет гонка за то, чтобы сделать беспроводную зарядку нормой, а не новинкой.
Почему важна скрытность
Зачем нам нужно беспокоиться о внедрении катушек в землю? Потому что текущая инфраструктура зарядки некрасива. Кучи кабелей, громоздкие станции и неудобства для общественности. Подземная система незаметна. Она вписывается в городской пейзаж.
Siemens считает это важным для массового внедрения. Электромобилям нужно заряжаться чаще, чем автомобилям с двигателями внутреннего сгорания. Вам нужно гибкое решение. Беспроводная зарядка обеспечивает автоматическую зарядку. Представьте себе такси, ожидающее пассажиров. Автомобиль заряжается на холостом ходу. Вмешательство водителя не требуется. Не тратьте свое время.
Тогда те, кто сомневается, могут быть убеждены. Если бы мы могли заряжаться так же естественно, как дышим, барьер для входа был бы значительно снижен.
Заключение
Мы приближаемся к моменту, когда электромобили можно будет заряжать так же быстро, как заправляют бензином. Показатель ORNL в 120 кВт задает тон. Siemens и BMW доказали эффективность представленных моделей. Google тестирует эту технологию в Силиконовой долине.
Технология существует. Высокая эффективность. Проблемы инфраструктуры продолжают существовать. Однако направление ясно. Мы отходим от кабелей. Мы движемся к встроенной энергии.
Можно ли действительно заряжать автомобиль так же быстро, как заправлять его топливом? Возможно, не сегодня. Но с 350 кВт уже на горизонте, разрыв быстро сокращается. Дороги меняются. Готовы ли вы?
