Pewnego dnia floty wspólnych autonomicznych samochodów będą szybko przewozić pasażerów po miastach, podnosząc je i wysadzając bez potrzeby parkowania, garaży, a nawet pojazdów osobowych. Ale bez miejsca do siedzenia i ładowania, ani czasu na zrobienie tego, gdy indywidualni właściciele są w pracy lub w domu śpią, w jaki sposób te pojazdy uzyskają energię, której potrzebują do wykonywania swojej pracy? Kto będzie karmił samochody robotów?
„Nie ma nikogo, kto mógłby je podłączyć. Nie ma sterownika. Muszą być w stanie iść na żądanie, ładować się w miarę rozładowywania się akumulatorów ”- mówi Alex Gruzen, CEO firmy WiTricity z Massachussetts.
W ciągu ostatnich ośmiu lat WiTricity zmieniło swój model biznesowy z elektroniki użytkowej i ładowarek telefonicznych, skupiając się prawie wyłącznie na kwestii tego, jak zasilamy samochody. Odpowiedź, według Gruzena, obejmuje moc przenoszoną przez powietrze za pośrednictwem systemu wbudowanego w pejzaż miejski. W tym celu WiTricity nawiązało współpracę z BMW, aby wydać pierwszy gotowy do użytku przez konsumentów system zdalnego ładowania pojazdu elektrycznego.
Ten rodzaj ładowania, który odbywa się w procesie zwanym rezonansem magnetycznym, sięga połowy 2000 roku, kiedy to Marin Soljačić, założyciel WiTricity i profesor fizyki MIT, postanowił wynaleźć lepszy sposób ładowania telefonu. Eksperymentował z kilkoma sposobami poruszania energii, w tym częstotliwością radiową, ultradźwiękami, a nawet indukcją, zanim zdecydował się na rezonans magnetyczny jako najlepszą kombinację wydajności i wygody. Złożył wniosek o patent w 2006 r., Który ostatecznie otrzymał w 2010 r., A w 2007 r. Uruchomił WiTricity, aby pomóc branży telefonów komórkowych w dostosowaniu mat ładujących do niektórych telefonów. (Możesz nawet kupić jeden od Tesli, chociaż firma nie ogłosiła jeszcze żadnych planów ładowania w ten sposób swoich samochodów).
Rezonans nie jest unikalny dla ładowania elektrycznego; jest to to samo zjawisko, które opisuje oscylację dziecka na huśtawce i jego przejście tam i z powrotem między energią potencjalną i kinetyczną. Pchający rodzic lub dziecko pompujące może wnieść energię do systemu - ale tylko wtedy, gdy poruszają się z odpowiednią częstotliwością i we właściwym kierunku. Podobnie cewka elektromagnetyczna może przenosić energię na inną, pod warunkiem, że są one w tej samej orientacji i rezonują z pasującą częstotliwością.
Z upływem lat WiTricity - jedyny licencjobiorca technologii - współpracował z coraz większą liczbą firm, aby ją rozwijać. Wiele z nich było skierowanych na elektronikę użytkową, ale Toyota uzyskała licencję na hybrydę Prius i ostatecznie zainwestowała w WiTricity, a Honda, Hyundai, Nissan i GM pracowały nad prototypami. IPerformance BMW 530e 2018 jest pierwszym, który trafił na rynek, oferując niemieckim nabywcom luksusowy pakiet z matą do ładowania bezprzewodowego (z planami premiery w USA, Wielkiej Brytanii, Japonii i Chinach) za około 3000 euro.
Ale 530e to hybryda, podkreśla Dominique Bonte, analityk branży motoryzacyjnej w ABI Research. Ma mały akumulator o pojemności 9, 2 kWh, który można naładować w ciągu kilku godzin za pomocą technologii WiTricity, ale ma jedynie zasięg 16 mil. Ładowanie bezprzewodowe, nawet przy 90-procentowej wydajności, którą udało się uzyskać WiTricity, jest nadal stosunkowo wolne. Spójrz na przykład na Teslę: Model S jest wyposażony w baterię 100 lub 75 kWh, a system WiTricity emituje około 11 kW, co oznacza, że pełne naładowanie Tesli może zająć cały dzień. Dlatego firma zdecydowała się skupić na swoich doładowaniach, które mogą zapewnić znacznie szybsze ładowanie.
„Nie można obsługiwać tych samych transferów mocy bezprzewodowo i ze stałymi stacjami ładowania”, mówi Bonte. „To się nie zmieni, przyznają. Pójdzie trochę wyżej, może 20, 30 kW, ale nie będzie obsługiwał od 50 do 60 kW. Nie jest to nawet przewidziane w standardzie. ”Wskazuje jednak również, że zdecydowana większość zastosowań pojazdów elektrycznych nie wymagałaby pełnego naładowania każdej nocy - pełne akumulatory są naprawdę potrzebne tylko na długie podróże.
Mimo to w branży motoryzacyjnej zachodzi zmiana, mówi Gruzen, po części dzięki skandalowi związanemu z emisją spalin z samochodów z silnikiem wysokoprężnym, spadającymi kosztami akumulatorów i sprawianiem, że samochody elektryczne są seksowne. „Wszystkie te rzeczy się łączą, a teraz to, co widzisz, jest niezwykłym wyścigiem wśród wszystkich producentów samochodów, aby zaangażować się w szeroki zakres zelektryfikowanych platform”, mówi Gruzen. „Rynek startuje”.
WiTricity nie jest tak samotny, jak sugerują ich setki patentów. (W 2014 r. Firma otrzymała patent na technologię bezprzewodowego przesyłania energii w odniesieniu do pojazdów.) Firma o nazwie Plugless Power produkuje maty ładujące na rynku wtórnym, wyposażone w sprzęgacz magnetyczny, który instaluje się na gotowym pojeździe EV. A Halo Qualcomma wykorzystuje ładowanie indukcyjne podobne do tego w elektrycznej szczoteczce do zębów, która jest funkcjonalnie podobna do wersji Witricity pomimo zastosowania innej technologii i dąży do dynamicznego ładowania, aby naładować pojazdy w ruchu.
„Bezpieczny bezprzewodowy transfer energii do zastosowań w pojazdach”, patent USA nr 8, 912 687 Ale potrzeba więcej niż producentów samochodów i ich dostawców, aby skłonić konsumentów do zmiany zachowania, ponieważ wiele obaw związanych z pojazdami elektrycznymi jest nadal obecnych. Lęk przed zasięgiem doprowadził do zwiększenia liczby akumulatorów i potrzeby szybkiego ładowania. Ale ładowanie rozproszone w całym mieście może to złagodzić, a upoważnienie rządu do wycofania silników spalinowych może wymusić ten problem. „Aby mieć naprawdę duży wpływ na środowisko, potrzebujemy znacznie więcej niż tylko pierwszych nabywców, którzy kupują pojazdy elektryczne” - mówi Gruzen. Aby to zrobić, ładowanie musi być łatwiejsze niż tankowanie. Zacznie się od maty w garażu, mówi, ale zakończy się zintegrowaniem ładowania rezonansem magnetycznym z parkingiem publicznym, kolejkami taksówek i niemal wszędzie, gdzie samochód może zrobić sobie przerwę na szybką „przekąskę elektryczną”.
Ważniejszy jest poziom miasta, kiedy floty są wspólne, bezprzewodowe i autonomiczne, a kiedy przestaje działać. WiTricity i Qualcomm już współpracują z SAE (znanym jako Society of Automotive Engineers) nad zestawem światowych standardów, które pozwolą samochodom różnych producentów na ładowanie za pośrednictwem różnych systemów bezprzewodowych. Pozwoli to nawet flotom działać jak banki akumulatorów, magazynując energię dla miasta i dystrybuując ją z powrotem, gdy zapotrzebowanie na energię zmienia się w ciągu dnia.
„W takim środowisku, w takim samochodzie jako usługa, ładowanie bezprzewodowe prawie stałoby się koniecznością”, mówi Bonte.
