Катушки на дороге могут заряжать электромобили во время вождения

Одна из основных проблем с электромобилями заключается в том, что вам нужно остановиться и остановиться, чтобы зарядиться. Если высокоскоростного зарядного устройства постоянного тока нет, это может означать несколько часов ожидания, пока зарядится аккумулятор.

Это была главная проблема электромобилей с тех пор, как они начали массово выходить на дороги. Тем не менее, новая настройка беспроводной зарядки может позволить вам зарядиться энергией на ходу.

За прошедшие годы было сделано множество предложений по питанию или зарядке электромобилей во время их движения по дороге. Многие из них аналогичны тому, как мы обычно заряжаем телефоны в наши дни, используя индуктивную передачу энергии через магнитные катушки. Теория проста. Электроэнергия подается на катушки на проезжей части, а затем снимается посредством индукции катушкой на движущемся транспортном средстве.

Однако воплотить эти идеи из концепции в реальность сложно. Когда дело доходит до зарядки электромобиля, требуются огромные мощности — от десятков до сотен киловатт. И хотя телефон может аккуратно располагаться на зарядной площадке, электромобилям обычно требуется некоторый дорожный просвет для безопасного передвижения по дороге. Кроме того, поскольку автомобили движутся с довольно высокой скоростью, система индуктивной зарядки, способная справиться с такими динамическими условиями, потребует многократного закапывания огромного количества катушек в дорожное полотно.

Несмотря на эти проблемы, идея была проверена в реальном мире в ограниченной степени. Онлайн-электромобиль, или OLEV, был разработан Корейским институтом передовых технологий (KAIST) и использовался для питания маршрутного автобуса в 2009 году. К 2016 году система постепенно расширилась до четырех линий, при этом автобусы заряжались по беспроводной сети благодаря индуктивной энергии. передатчики зарыты в дорогу вдоль маршрута автобуса.

Второе поколение системы, используемой в автобусах, передает 100 кВт мощности по беспроводной сети через воздушный зазор 17 см с КПД 85%. Это достигается за счет использования нескольких катушек приема мощности, установленных на одном автомобиле. Много исследований было направлено на поиск оптимальной геометрии катушек и электрических параметров, позволяющих системе работать на этом уровне. Благодаря тому, что энергия поступает от поверхности дороги, автобусы могут использовать для передвижения аккумуляторы меньшего размера, что позволяет снизить вес и повысить эффективность. Система расположена на 5–15% проезжей части автобусных маршрутов, а система обнаружения транспортных средств отключает индукционные катушки, когда они не используются. Хотя некоторые маршруты с тех пор закрылись, в KAIST по-прежнему работает трансфер с использованием этой технологии.

Другие компании также работают в этой сфере. Стартап Magment назван в честь «магнитного цемента» и работает над специальной демонстрацией индуктивной дороги совместно с Министерством транспорта штата Индиана. Подробностей мало, но компания является пионером в использовании специального метода смешивания ферромагнитных материалов с цементом для создания более экономичной и эффективной дорожной системы беспроводной зарядки. Компания намерена использовать систему и для внедорожного применения, например, для вилочных погрузчиков и электрических скутеров.

Еще одним выдающимся достижением является израильская компания Electreon, реализующая пилотную программу в Готланде, Швеция. Впервые развернутый в декабре 2020 года, проект успешно проехал 40-тонный грузовик на испытательном участке дороги длиной 1,65 км. Опять же, используя медные катушки, закопанные в поверхность дороги, он способен передавать около 70 кВт мощности движущемуся транспортному средству на скорости до 80 км/ч. Компания также работает над другими пилотными программами по всему миру, включая объект совместно с Ford Motor Company, который будет установлен рядом с центральным терминалом Детройта в Мичигане.

Проблемой таких систем остается стоимость. Начнем с того, что закапывание линий электропередачи и причудливых катушек в дорожное покрытие само по себе стоит больших денег. Это достаточно дорого для новых дорог, и еще хуже, когда вам нужно выкопать существующую дорогу, чтобы потом установить оборудование. Оценки одного шведского проекта показали, что беспроводная система, подобная системе Electreon, будет стоить порядка 2 миллионов долларов США за километр в новой постройке. Эта стоимость установки примерно в два раза выше, чем у более традиционных методов передачи энергии, таких как простые рельсы или воздушные провода, при этом обеспечивая гораздо меньшую мощность. Последние уже доказывают свою ценность в ходе испытаний грузовых автомобилей в нескольких местах по всему миру.