Распрацоўка транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі ідзе поўным ходам, і пытанне папаўнення энергіі таксама стала адным з пытанняў, якім галіна надае пільную ўвагу. Пакуль усе абмяркоўваюць перавагі празмернай зарадкі і замены акумулятараў, ці існуе «план С» для зарадкі транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі?
Магчыма, пад уплывам бесправадной зарадкі смартфонаў, бесправадная зарадка аўтамабіляў таксама стала адной з тэхналогій, якія пераадолелі інжынеры. Паводле паведамленняў СМІ, нядаўна тэхналогія бесправадной зарадкі аўтамабіляў зрабіла прарыў у даследаваннях. Каманда даследчыкаў і распрацоўшчыкаў заявіла, што бесправадная зарадная пляцоўка можа перадаваць у аўтамабіль энергію з выходнай магутнасцю 100 кВт, што можа павялічыць узровень зарада акумулятара на 50% за 20 хвілін.
Вядома, тэхналогія бесправадной зарадкі аўтамабіляў не з'яўляецца новай. З ростам папулярнасці транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі розныя кампаніі, у тым ліку BBA, Volvo і розныя айчынныя аўтамабільныя вытворцы, ужо даўно вывучаюць бесправадную зарадку.
У цэлым, тэхналогія бесправадной зарадкі аўтамабіляў усё яшчэ знаходзіцца на ранняй стадыі развіцця, і многія мясцовыя органы ўлады таксама карыстаюцца гэтай магчымасцю, каб вывучыць больш шырокія магчымасці для транспарту будучыні. Аднак з-за такіх фактараў, як кошт, магутнасць і інфраструктура, тэхналогія бесправадной зарадкі аўтамабіляў была камерцыялізавана ў вялікіх маштабах. Існуе шмат цяжкасцей, якія яшчэ трэба пераадолець. Новую гісторыю бесправадной зарадкі ў аўтамабілях пакуль няпроста расказаць.
Як вядома, бесправадная зарадка — гэта не навінка ў індустрыі мабільных тэлефонаў. Бесправадная зарадка для аўтамабіляў не такая папулярная, як зарадка для мабільных тэлефонаў, але яна ўжо прыцягнула ўвагу многіх кампаній да гэтай тэхналогіі.
У цэлым існуе чатыры асноўныя метады бесправадной зарадкі: электрамагнітная індукцыя, рэзананс магнітнага поля, сувязь электрычнага поля і радыёхвалі. Сярод іх мабільныя тэлефоны і электрамабілі ў асноўным выкарыстоўваюць электрамагнітную індукцыю і рэзананс магнітнага поля.
Сярод іх, бесправадная зарадка з электрамагнітнай індукцыяй выкарыстоўвае прынцып электрамагнітнай індукцыі электрамагнетызму і магнетызму для выпрацоўкі электрычнасці. Яна мае высокую эфектыўнасць зарадкі, але эфектыўная адлегласць зарадкі невялікая, а патрабаванні да месца зарадкі таксама строгія. Адносна кажучы, бесправадная зарадка з магнітным рэзанансам мае меншыя патрабаванні да месцазнаходжання і большую адлегласць зарадкі, якая можа падтрымліваць ад некалькіх сантыметраў да некалькіх метраў, але эфектыўнасць зарадкі крыху ніжэйшая, чым у папярэдняй.
Таму на ранніх этапах вывучэння тэхналогіі бесправадной зарадкі аўтамабільныя кампаніі аддавалі перавагу тэхналогіі бесправадной зарадкі з выкарыстаннем электрамагнітнай індукцыі. Сярод прадстаўнікоў такіх кампаній, як BMW, Daimler і іншыя аўтамабільныя вытворцы, тэхналогія бесправадной зарадкі з выкарыстаннем магнітнага рэзанансу паступова прасоўваецца дзякуючы такім пастаўшчыкам сістэм, як Qualcomm і WiTricity.
Яшчэ ў ліпені 2014 года BMW і Daimler (цяпер Mercedes-Benz) абвясцілі аб пагадненні аб супрацоўніцтве ў распрацоўцы тэхналогіі бесправадной зарадкі для электрамабіляў. У 2018 годзе BMW пачала вытворчасць сістэмы бесправадной зарадкі і зрабіла яе дадатковай прыладай для падключаемай гібрыднай мадэлі 5 серыі. Яе намінальная магутнасць зарадкі складае 3,2 кВт, эфектыўнасць пераўтварэння энергіі дасягае 85%, а цалкам зарадзіць яе можна за 3,5 гадзіны.
У 2021 годзе Volvo выкарыстае цалкам электрычнае таксі XC40 для пачатку эксперыментаў па бесправадной зарадцы ў Швецыі. Volvo спецыяльна стварыла некалькі выпрабавальных пляцовак у горадзе Гётэборг, Швецыя. Зарадным аўтамабілям трэба толькі прыпаркавацца на бесправадных зарадных прыладах, убудаваных у дарогу, каб аўтаматычна пачаць функцыю зарадкі. Volvo заявіла, што магутнасць бесправадной зарадкі можа дасягаць 40 кВт, а аўтамабілі могуць праехаць 100 кіламетраў за 30 хвілін.
У галіне бесправадной зарадкі аўтамабіляў мая краіна заўсёды была на пярэднім краі галіны. У 2015 годзе Гуансійскі навукова-даследчы інстытут электраэнергіі Кітайскай паўднёвай энергасістэмы пабудаваў першую выпрабавальную паласу бесправадной зарадкі айчынных электрамабіляў. У 2018 годзе SAIC Roewe выпусціла першую цалкам электрычную мадэль з бесправадной зарадкай. У 2020 годзе FAW Hongqi выпусціла Hongqi E-HS9 з падтрымкай тэхналогіі бесправадной зарадкі. У сакавіку 2023 года SAIC Zhiji афіцыйна запусціла сваё першае інтэлектуальнае рашэнне для бесправадной зарадкі аўтамабіля магутнасцю 11 кВт.
А Tesla таксама з'яўляецца адным з даследчыкаў у галіне бесправадной зарадкі. У чэрвені 2023 года Tesla выдаткавала 76 мільёнаў долараў ЗША на набыццё Wiferion і перайменавала яе ў Tesla Engineering Germany GmbH, плануючы выкарыстоўваць бесправадную зарадку па нізкай цане. Раней генеральны дырэктар Tesla Маск негатыўна ставіўся да бесправадной зарадкі і крытыкаваў яе як «нізкаэнергетычную і неэфектыўную». Цяпер ён называе яе перспектыўнай будучыняй.
Вядома, многія аўтамабільныя кампаніі, такія як Toyota, Honda, Nissan і General Motors, таксама распрацоўваюць тэхналогію бесправадной зарадкі.
Нягледзячы на тое, што многія бакі праводзілі доўгатэрміновыя даследаванні ў галіне бесправадной зарадкі, тэхналогія бесправадной зарадкі аўтамабіляў усё яшчэ далёкая ад рэалізацыі. Ключавым фактарам, які стрымлівае яе развіццё, з'яўляецца магутнасць. Возьмем, напрыклад, Hongqi E-HS9. Тэхналогія бесправадной зарадкі, якой ён абсталяваны, мае максімальную выходную магутнасць 10 кВт, што толькі нязначна вышэй за магутнасць 7 кВт павольнай зараднай батарэі. Некаторыя мадэлі могуць дасягнуць магутнасці зарадкі сістэмы толькі 3,2 кВт. Іншымі словамі, такая эфектыўнасць зарадкі зусім не зручная.
Вядома, калі магутнасць бесправадной зарадкі будзе палепшана, гэта можа быць іншая гісторыя. Напрыклад, як было сказана ў пачатку артыкула, каманда даследчыкаў і распрацоўшчыкаў дасягнула выходнай магутнасці 100 кВт, што азначае, што калі такая выходная магутнасць можа быць дасягнута, аўтамабіль тэарэтычна можа быць цалкам зараджаны прыкладна за гадзіну. Нягледзячы на тое, што гэта ўсё яшчэ цяжка параўнаць з суперзарадкай, гэта ўсё яшчэ новы выбар для папаўнення энергіі.
З пункту гледжання сцэнарыяў выкарыстання, найбольшай перавагай тэхналогіі бесправадной зарадкі аўтамабіляў з'яўляецца скарачэнне колькасці ручных дзеянняў. У параўнанні з правадной зарадкай, уладальнікам аўтамабіляў трэба выконваць шэраг аперацый, такіх як паркоўка, выхад з машыны, узяцце прылады, падключэнне і зарадка і г.д. Пры сутыкненні з зараднымі прыладамі іншых вытворцаў ім даводзіцца запаўняць розную інфармацыю, што з'яўляецца даволі складаным працэсам.
Сцэнар бесправадной зарадкі вельмі просты. Пасля таго, як кіроўца прыпаркуе аўтамабіль, прылада аўтаматычна распазнае гэта і пачне бесправадную зарадку. Пасля поўнай зарадкі аўтамабіль адразу ж ад'язджае, і ўладальніку не трэба выконваць ніякіх дадатковых аперацый. З пункту гледжання зручнасці карыстання, гэта таксама дасць людзям пачуццё раскошы пры выкарыстанні электрамабіляў.
Чаму бесправадная зарадка аўтамабіляў прыцягвае столькі ўвагі з боку прадпрыемстваў і пастаўшчыкоў? З пункту гледжання развіцця, надыход эры беспілотных сістэм можа быць таксама часам для значнага развіцця тэхналогіі бесправадной зарадкі. Каб аўтамабілі сапраўды былі беспілотнымі, ім патрэбна бесправадная зарадка, каб пазбавіцца ад кайданоў зарадных кабеляў.
Таму многія пастаўшчыкі зарадных прылад вельмі аптымістычна настроены адносна перспектыў развіцця тэхналогіі бесправадной зарадкі. Нямецкі гігант Siemens прагназуе, што рынак бесправадной зарадкі для электрамабіляў у Еўропе і Паўночнай Амерыцы дасягне 2 мільярдаў долараў ЗША да 2028 года. З гэтай мэтай яшчэ ў чэрвені 2022 года Siemens інвеставаў 25 мільёнаў долараў ЗША ў атрыманне мінарытарнай долі ў пастаўшчыку бесправадной зарадкі WiTricity для садзейнічання тэхналагічным даследаванням і распрацоўкам сістэм бесправадной зарадкі.
Siemens лічыць, што бесправадная зарадка электрамабіляў стане мэйнстрымам у будучыні. Акрамя таго, што бесправадная зарадка робіць зарадку больш зручнай, яна таксама з'яўляецца адной з неабходных умоў для рэалізацыі аўтаномнага кіравання. Калі мы сапраўды хочам запускаць аўтаномныя аўтамабілі ў вялікіх маштабах, тэхналогія бесправадной зарадкі незаменная. Гэта важны крок у свет аўтаномнага кіравання.
Вядома, перспектывы выдатныя, але рэальнасць непрыемная. У цяперашні час метады папаўнення энергіі электрамабіляў становяцца ўсё больш разнастайнымі, і перспектыва бесправадной зарадкі вельмі чаканая. Аднак з цяперашняга пункту гледжання тэхналогія бесправадной зарадкі аўтамабіляў усё яшчэ знаходзіцца на стадыі тэставання і сутыкаецца з многімі праблемамі, такімі як высокі кошт, павольная зарадка, непаслядоўныя стандарты і павольны прагрэс у камерцыялізацыі.
Праблема эфектыўнасці зарадкі з'яўляецца адной з перашкод. Напрыклад, мы абмяркоўвалі пытанне эфектыўнасці ў вышэйзгаданым Hongqi E-HS9. Нізкая эфектыўнасць бесправадной зарадкі была падвергнута крытыцы. У цяперашні час эфектыўнасць бесправадной зарадкі электрамабіляў ніжэйшая, чым у правадной зарадкі, з-за страт энергіі падчас бесправадной перадачы.
З пункту гледжання выдаткаў, бесправадную зарадку аўтамабіляў неабходна яшчэ больш скараціць. Бесправадная зарадка мае высокія патрабаванні да інфраструктуры. Зарадныя кампаненты звычайна ўкладваюцца на зямлю, што пацягне за сабой мадыфікацыю грунту і іншыя праблемы. Кошт будаўніцтва непазбежна будзе вышэйшым за кошт звычайных зарадных паль. Акрамя таго, на ранняй стадыі развіцця тэхналогіі бесправадной зарадкі прамысловы ланцужок яшчэ не развіты, і кошт адпаведных дэталяў будзе высокім, нават у некалькі разоў перавышаючы кошт бытавых зарадных паль пераменнага току такой жа магутнасці.
Напрыклад, брытанскі аўтобусны аператар FirstBus разглядаў магчымасць выкарыстання тэхналогіі бесправадной зарадкі ў працэсе прасоўвання электрыфікацыі свайго аўтапарка. Аднак пасля праверкі высветлілася, што кожны пастаўшчык наземных зарадных панэляў назваў цану ў 70 000 фунтаў стэрлінгаў. Акрамя таго, кошт будаўніцтва бесправадных зарадных дарог таксама высокі. Напрыклад, кошт будаўніцтва 1,6-кіламетровай бесправадной зараднай дарогі ў Швецыі складае прыблізна 12,5 мільёна долараў ЗША.
Вядома, праблемы бяспекі таксама могуць быць адной з абмежаванняў тэхналогіі бесправадной зарадкі. З пункту гледжання ўплыву на арганізм чалавека, бесправадная зарадка не ўяўляе вялікай праблемы. У «Часовым палажэнні аб кіраванні радыёсувяззю бесправаднога зараднага (перадаючага) абсталявання (праект для каментарыяў)», апублікаваным Міністэрствам прамысловасці і інфармацыйных тэхналогій, гаворыцца, што спектр 19-21 кГц і 79-90 кГц прызначаны выключна для бесправадной зарадкі аўтамабіляў. Адпаведныя даследаванні паказваюць, што пэўны ўплыў на арганізм можа аказваць толькі тады, калі магутнасць зарадкі перавышае 20 кВт, і цела чалавека знаходзіцца ў цесным кантакце з зараднай базай. Аднак гэта таксама патрабуе ад усіх бакоў працягваць папулярызацыю бяспекі, перш чым спажыўцы змогуць яе прызнаць.
Незалежна ад таго, наколькі практычная тэхналогія бесправадной зарадкі аўтамабіляў і наколькі зручныя сцэнарыі выкарыстання, да яе камерцыялізацыі ў вялікіх маштабах яшчэ далёка. Выхад з лабараторных умоў і ўкараненне ў рэальнае жыццё — шлях да бесправадной зарадкі для аўтамабіляў доўгі і цяжкі.
Пакуль усе бакі актыўна вывучаюць тэхналогію бесправадной зарадкі для аўтамабіляў, ціха з'явілася і канцэпцыя «зарадных робатаў». Праблемы, якія павінна вырашыць бесправадная зарадка, заключаюцца ў зручнасці зарадкі для карыстальнікаў, што ў будучыні дапоўніць канцэпцыю беспілотнага кіравання. Але ў Рым ёсць не адна дарога.
Такім чынам, «зарадныя робаты» таксама пачалі дапаўняць інтэлектуальны працэс зарадкі аўтамабіляў. Нядаўна ў новай эксперыментальнай базе энергасістэмы Нацыянальнай дэманстрацыйнай зоны зялёнага развіцця Пекінскага субцэнтральнага будаўніцтва быў запушчаны цалкам аўтаматычны робат для зарадкі аўтобусаў, які можа зараджаць электрабусы.
Пасля таго, як электрабус прыбывае на зарадную станцыю, сістэма відэаназірання фіксуе інфармацыю аб прыбыцці аўтамабіля, і сістэма фонавай дыспетчарскай працы неадкладна дае робату заданне на зарадку. З дапамогай сістэмы пошуку шляху і механізму хады робат аўтаматычна пад'язджае да зараднай станцыі і аўтаматычна бярэ зарадную прыладу, выкарыстоўваючы тэхналогію візуальнага пазіцыянавання для вызначэння месцазнаходжання зараднага порта электрамабіля і выканання аўтаматычных аперацый па зарадцы.
Вядома, аўтамабільныя кампаніі таксама пачынаюць бачыць перавагі «зарадных робатаў». На Шанхайскім аўтасалоне 2023 года кампанія Lotus прадставіла робата для хуткай зарадкі. Калі аўтамабіль трэба зарадзіць, робат можа выцягнуць сваю механічную руку і аўтаматычна ўставіць зарадную прыладу ў зарадную адтуліну аўтамабіля. Пасля зарадкі ён таксама можа самастойна выняць прыладу, завяршыўшы ўвесь працэс ад запуску да зарадкі аўтамабіля.
У адрозненне ад гэтага, зарадныя робаты не толькі маюць зручнасць бесправадной зарадкі, але і могуць вырашыць праблему абмежавання магутнасці бесправадной зарадкі. Карыстальнікі таксама могуць атрымліваць асалоду ад празмернай зарадкі, не выходзячы з машыны. Вядома, зарадныя робаты таксама будуць звязаны з выдаткамі і інтэлектуальнымі пытаннямі, такімі як пазіцыянаванне і пазбяганне перашкод.
Рэзюмэ: Пытанне папаўнення энергіі для транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі заўсёды было праблемай, якой надаюць вялікае значэнне ўсе бакі ў галіне. У цяперашні час рашэннем з'яўляецца празмерная зарадка і рашэннем замены акумулятара. Тэарэтычна, гэтых двух рашэнняў дастаткова для задавальнення патрэб карыстальнікаў у папаўненні энергіі ў пэўнай ступені. Вядома, усё пастаянна рухаецца наперад. Магчыма, з надыходам эры беспілотных аўтамабіляў бесправадная зарадка і зарадныя робаты могуць адкрыць новыя магчымасці.
Час публікацыі: 13 красавіка 2024 г.