Przełom w bezprzewodowym ładowaniu aut elektrycznych. Uzyskano imponujące wyniki!

Inżynierowie z Oak Ridge National Laboratory opracowali bezprzewodową ładowarkę do samochodów elektrycznych. Podczas testów osiągnęła ona absolutnie imponującą moc!

Departament Energii w amerykańskim Oak Ridge National Laboratory (ORNL) w Tennessee od lat opracowuje m.in. ładowanie bezprzewodowe pojazdów. To technologia, która, póki co – jak można uznać – jest jeszcze w powijakach.

O ile wizja ładowania bez kabli, po samym tylko zaparkowaniu auta w odpowiednim miejscu, brzmi bardzo kusząco, o tyle dotychczas ładowarki tego typu oferowały raczej na tyle niską moc, że postój musiałby trwać bardzo długo. A to stawia pod znakiem zapytania sensowność całej operacji – informuje portal elektromobilni.pl.

Ładowanie bezprzewodowe: technologia szybko się rozwija

W marcu tego roku specjaliści z Tennessee zaprezentowali ładowarkę bezprzewodową, która naładowała Hyundaia Konę z mocą 100 kW. To już bardzo dobry wynik, ale Amerykanie nie zwalniali prac nad udoskonaleniem swojego sprzętu. Rozwijają go już od 10 lat, korzystając ze wsparcia amerykańskiego rządu. Prawdziwy przełom nastąpił jednak po zawarciu współpracy z Volkswagenem.

Obecnie inżynierowie zaprezentowali ładowarkę, która podczas prób z Porsche Taycanem uzyskała moc ładowania 270 kW. To byłby świetny wynik nawet jak na tradycyjną ładowarkę z kablem. Jak podaje ORNL, z bezprzewodowym rozwiązaniem można zwiększyć poziom energii w akumulatorach o połowę w 10 minut.

Jak to działa?

System Oak Ridge łączy nadajnik rezonansu magnetycznego z odbiornikiem zamontowanym na spodzie samochodu. Ma uzwojenia wielofazowe – lekkie cewki elektromagnetyczne, umieszczone na cewce w celu wytworzenia obracającego się pola magnetycznego, co eliminuje falowanie prądu.

„Stosujemy stały transfer mocy, a nie pulsacje w szczelinie powietrznej, więc nastąpiła znaczna poprawa wykorzystania pola magnetycznego w czasie i przestrzeni" – mówi Omer Onar, lider Grupy Badawczej Elektroniki Energetycznej Pojazdów ORNL. Powstały system, jak mówi Onar, może dostarczyć od 8- do 10-krotnie większą gęstość mocy niż porównywalne jednofazowe ładowarki bezprzewodowe. Jego wydajność to ponad 95%.

Urządzenie jest kompaktowe. Onar mówi, że potężny odbiornik o mocy 270 kW pasuje do przestrzeni, którą Porsche przewidziało w Taycanach dla potencjalnej 11-kilowatowej bezprzewodowej ładowarki pokładowej.

Cewki elektromagnetyczne w odbiorniku mają średnicę mniejszą niż 50 cm. ORNL zapewnia też, że omawiany system jest najlżejszą na świecie jednostką ładowania bezprzewodowego w przeliczeniu na kilowat – oferuje 7,5 kW/kg, w porównaniu z 1,9 kW/kg dla konkurencyjnego systemu firmy Brusa, zapewniającego tylko 22 kW mocy.

Ładowanie bezprzewodowe: bez kabli, bez problemów

Jakie są zalety bezprzewodowego ładowania? Według Onara to przede wszystkim brak potrzeby zmagania się z nieporęcznymi kablami i wtyczkami do ładowania, co docenią w szczególności osoby z niepełnosprawnościami. W dodatku rezygnacja z kabli oznacza, że nie zostaną one zdewastowane lub skradzione z powodu ich miedzianego wykończenia (co w USA niedawno często się zdarzało).

Poza tym bezprzewodowy system ładowania powinien być łatwiejszy w utrzymaniu. Chłodzone cieczą kable używane w wielu stacjach ładowania wymagają regularnej konserwacji i wymiany złącz stykowych, a także pomp, wentylatorów oraz wymienników ciepła. ORNL zapewnia, że ładowarka spełnia wszystkie limity emisji pola elektromagnetycznego.

Ładowanie a prześwit

Jakie pojazdy mogą być ładowane za pomocą nowej technologii? W Taycanie odległości między odbiornikiem a nadajnikiem wyniosła 12 cm. Maksymalnie może to być 28 cm. Czyli z ładowarki mogą korzystać także terenówki czy pojazdy dostawcze.

Szczególną szansę dla tej technologii ORNL widzi w sytuacji upowszechnienia pojazdów autonomicznych. Przy ładowarce bezprzewodowej auto samojezdne będzie mogło po prostu podjechać w odpowiednie miejsce.

System Oak Ridge nie wymaga nawet, aby samochód był ustawiony idealnie nad ładowarką. Nowe rozwiązanie sprawdzi się także w trudno dostępnych punktach ładowania, np. takich, które ze względu na ułożenie musiałyby oferować bardzo długie kable.

Na początek domowe podkładki

Jeśli ładowarka ONRL trafi do sprzedaży, początkowo może oferować niższe moce. Dyrektor Onar mówi, że „na początku działań komercyjnych możemy skoncentrować się na domowych podkładkach ładujących, które mogą dostarczyć od 11 do 22 kW”.

Wejście nowego systemu na rynek odbędzie się jednak zapewne dopiero za kilka lat. Technologia musi przejść bowiem drogę od laboratorium do produkcji. Oak Ridge widzi potencjał nie tylko w ładowaniu aut, ale także m.in. dronów i robotów.