Исследователи Национальной лаборатории Ок-Ридж (Oak Ridge National Laboratory, ORNL) при Министерстве энергетики США сделали большой шаг вперед в области беспроводной зарядки электромобилей. Впервые в истории им удалось передать 270 кВт мощности для легкового электромобиля, что стало новым мировым рекордом.
Для сравнения, большинство существующих систем беспроводной зарядки для легковых электромобилей способны передавать мощность в пределах 7-20 кВт.
Основы работы беспроводной зарядки
Беспроводная зарядка, также известная как индуктивная зарядка, представляет собой процесс передачи энергии от зарядного устройства к электромобилю без использования проводов.
Принцип работы схож с зарядкой смартфонов и других небольших устройств, но применительно к электромобилям требуется значительно больше мощности.
Эта технология основана на явлении электромагнитной индукции, когда энергия передается через воздушный зазор между двумя катушками. Одна из катушек встроена в зарядное устройство, а другая – в автомобиль.
При подаче тока на катушку зарядного устройства создается переменное электромагнитное поле, которое индуцирует ток в катушке, находящейся в автомобиле. Этот ток затем преобразуется в электрическую энергию, которая используется для зарядки аккумулятора электромобиля.
Подробнее об эксперименте ORNL
В рамках эксперимента использовался электромобиль Porsche Taycan, который был специально оборудован для работы с новой технологией. Эта система использует уникальные многополюсные электромагнитные катушки диаметром около 50 сантиметров, которые обеспечивают высокую мощность при минимальном объеме и весе. Это особенно важно для легковых автомобилей, где пространство для установки оборудования строго ограничено.
Новая система позволяет заряжать электромобиль на 50% всего за 10 минут, при этом эффективность передачи энергии превышает 95%.
В чем секрет технологии?
Основой технологии стала особая конструкция катушек, которые создают вращающиеся электромагнитные поля. Благодаря этому они могут передавать больше энергии, делая это эффективно и с минимальными потерями. В отличие от традиционных технологий, где могут возникать сбои и колебания, эта система обеспечивает стабильную и равномерную передачу энергии.
Также система оборудована продвинутыми механизмами защиты, которые предотвращают перегрузки, перегрев и короткие замыкания. Если что-то идет не так или происходит сбой, система автоматически отключает подачу энергии, обеспечивая безопасность.
Совместная работа с Volkswagen
Проект по созданию новой системы беспроводной зарядки стартовал в 2021 году. Ученые из ORNL тесно сотрудничали с инженерами Volkswagen, чтобы установить эту систему в автомобиль и проверить ее работу в реальных условиях.
Благодаря такому сотрудничеству удалось не только добиться впечатляющих результатов, но и разработать технологию, которую можно будет использовать в массовом производстве.
История успеха ORNL: как все начиналось?
Это не первый успех ORNL в области беспроводной зарядки. В 2016 году они уже добились передачи 20 кВт энергии на внедорожник, а в 2018 году – 120 кВт в условиях лабораторных испытаний.
Однако нынешний рекорд в 270 кВт стал первым случаем, когда многополюсная система была протестирована на реальном электромобиле.
Как рекорд ORNL повлияет на развитие электротранспорта?
В отличие от заправки бензинового автомобиля, которая занимает считанные минуты, зарядка электромобиля может длиться больше часа. И это создает неудобства для пользователей.
Однако прорыв ученых из ORNL может кардинально изменить эту ситуацию.
Для обычного пользователя это означает, что электромобиль можно будет зарядить почти так же быстро, как и заправить бензиновый автомобиль. Это может стать стимулом для массового перехода на электромобили.
В будущем можно ожидать, что беспроводная зарядка станет стандартом для электромобилей, что значительно упростит их использование и ускорит массовый переход на электрический транспорт.