Найти в Дзене
Фишки прогресса

Заряжаюсь всегда! Беспроводная зарядка для электромобилей.

В Европе появляются первые электротакси оснащенные беспроводной зарядкой. Первая поддержала свой имидж лидера по внедрению «зеленой» энергии по перевозкам, конечно же, Норвегия. Треть проданных в 2019г автомобилей в Норвегии были электромобилями. В то время как вся Норвегии готовится к тому, чтобы к 2023 году все такси стали без выбросов, Осло устанавливает беспроводную систему зарядки для такси. На стоянках такси будут установлены зарядные устройства, которые будут связаны с приемниками, установленными в кузове электромобиля. Система будет заряжать такси до 75 кВт. Следом эстафету подхватила Великобритания, правительство Великобритании инвестирует 3,4 миллиона фунтов стерлингов в шестимесячный пилотный проект для электротакси. Уже некоторые из этих электрических такси в настоящее время получают более простой способ зарядки, благодаря внедрению технологии беспроводной зарядки в городе Ноттингем. В рамках проекта, 10 электрических такси Nissan и LEVC оснащены технологией беспроводной зарядки и предлагаются водителям совершенно бесплатно. Преимущества беспроводной зарядки в том, что несколько такси могут заряжаться одновременно, в отличие от стандартных станций зарядки, чтобы добраться до которых водителям иногда приходится стоять в очереди. В будущем правительство может также сделать беспроводную зарядку доступной для широкой общественности, что облегчает владельцам электромобилей зарядку, когда они находятся в городе.

Пока что технология беспроводной зарядки реализована в виде плоской излучающей поверхности, которую располагают на стоянках, парковочных местах и гаражах. Она излучает магнитное поле для зарядки припаркованных электромобилей

Но уже в недалеком будущем вполне может нарисоваться такая картина: электромобиль без водителя (EV) останавливается, когда вы выходите из здания, доставляет вас к месту назначения и продолжает возить пассажиров, даже не останавливаясь, чтобы перезарядить аккумулятор. Вместо этого энергия, генерируемая близлежащими ветряными и солнечными ресурсами, передается по беспроводной сети от проезжей части до транспортного средства, пока оно находится в движении! Отсутствие необходимости остановки для подзарядки сделает электромобили по-настоящему автономными, и, поскольку транспортные средства, таким образом, могут оставаться в эксплуатации дольше, потребуется меньше транспортных средств. Кроме того, электромобили с динамической беспроводной зарядкой в ​​движении могут иметь гораздо меньшие по размеру батареи, что может снизить их стоимость и ускорить массовое внедрение.

Хотя концепция беспроводной передачи средней дальности (WPT), достигнутая с помощью электромагнитной связи магнитного поля (без излучения), существует со времени пионерской работы Николы Тесла (1891 г.) то есть более века назад, технология, позволяющая эффективно внедрить динамический WPT для электромобилей все еще находится на начальной стадии. Многочисленные проблемы, связанные с производительностью, стоимостью и безопасностью, необходимо преодолеть, прежде чем реализовать концепцию беспроводных электромобилей.

БПЭ-системы ближнего поля бывают двух типов: индуктивные, которые используют связь по магнитному полю между проводящими катушками, и емкостные, которые используют связь по электрическому полю между проводящими пластинами для передачи энергии. Для среднего радиуса действия (в которых расстояние между передатчиком и приемными устройствами сопоставимо с размером традиционного кабеля, как при зарядке электромобилей), традиционно предпочтительными были индуктивные системы БПЭ. Однако для управления магнитным потоком и экранирования индуктивные системы БПЭ требуют ферритовых сердечников, что делает их дорогими и громоздкими. Кроме того, чтобы ограничить потери в ферритах, рабочие частоты этих систем поддерживаются ниже 100 кГц, что приводит к большим катушкам и низкой плотности передачи мощности. Высокая стоимость и низкая плотность передачи мощности особенно проблематичны для динамического БПЭ, поскольку эти системы должны обладать очень высокой мощностью, достаточной для доставки достаточного количества энергии в транспортное средство в течение очень короткого времени прохождения через зарядную катушку.

По этим причинам динамический индуктивный WPT еще не стал коммерчески жизнеспособным, хотя было продемонстрировано несколько экспериментальных систем.

Емкостные системы БПЭ имеют потенциальные преимущества по сравнению с индуктивными системами из-за относительно направленной природы электрических полей, что снижает необходимость экранирования электромагнитного поля. Кроме того, поскольку емкостные системы БПЭ не используют ферриты, они могут работать на более высоких частотах, что позволяет им быть меньше и дешевле. Таким образом, емкостный WPT может сделать динамическую зарядку EV (электромобиль) реальностью. Но из-за очень маленькой емкости между дорогой и транспортными средствами эффективная передача мощности может происходить только на очень высоких частотах, что делает проект этих систем чрезвычайно сложным. Две основные проблемы, связанные с емкостным БПЭ для зарядки электромобилей: (1) достижение высокой плотности передачи мощности при высокой эффективности при соблюдении требований электромагнитной безопасности и (2) поддержание эффективной передачи мощности даже при изменении относительного положения EV.

Несмотря на все трудности, направления исследования для беспроводных зарядных систем электромобилей остаются приоритетными и вероятнее всего в ближайшее время будет достигнут какой то вполне доступный вариант.