Електромобілі повинні заряджатися на ходу, але як?

0
331

Світова автомобільна промисловість стоїть 2 трильйони доларів, але на електричні та гібридні автомобілі в даний час припадає менше 1% від цього числа. Тим не менше експерти пророкують вибух у відношенні до електричних автомобілів, або просто електромобілям. Компанія UBS прогнозує, що попит на електромобілі досягне поворотної точки в 2018 році, оскільки їх вартість буде знижуватися і в кінцевому рахунку опуститься нижче вартості звичайних автомобілів з двигуном внутрішнього згоряння (в тому числі і за рахунок витрат на них). У Китаї спостерігали 53-відсоткове збільшення продажів електромобілів з 2015 по 2016 рік, а Індія планує продавати тільки електромобілі до 2030 року.

І навіть якщо вони будуть доступними, навіть якщо вони не так сильно будуть отруювати повітря, електромобілі будуть мати одне основне обмеження… вони будуть електричними. Електрика працює на батарейках, акумуляторах, а якщо батареї не заряджати, вони вмирають.

Tesla Model 3 зможе пройти 350 кілометрів на одній зарядці, а новий Chevy Bolt — 400. Це не такі вже малі відстані, особливо порівняно з 50-кілометровим діапазоном пробігу Volt три роки тому. Незважаючи на це, коли акумулятор електромобіля вичерпується, на його зарядку потрібні годинниківник.

Дослідники зі Стенфордського університету тільки зробили крок до вирішення цієї проблеми. У статті, опублікованій минулого тижня в Nature, команда описала новий метод бездротової передачі електрики рухомого об’єкту в межах близької відстані.

Бездротова передача енергії працює з використанням магнітно-резонансної зв’язку. Змінне магнітне поле в котушці передавача змушує електрони в котушці приймача осциллировать, при цьому краща ефективність передачі виникає, коли обидві котушки налаштовані на одну і ту ж частоту і розташовані під певним кутом.

Це ускладнює передачу електрики, якщо об’єкт рухається. Щоб обійти необхідність безперервної ручного налаштування, команда з Стенфорда видалила радіочастотний джерело в передавачі і замінила його підсилювачем напруги і резистором зворотного зв’язку.

Система калібрує себе на необхідну частоту для різних відстаней. Використовуючи цю систему, вчені змогли бездротовим чином передати милливаттний заряд рухається світлодіодним лампочки в метрі від неї. Ніякої ручної настройки не потрібно, і ефективність передачі залишалася стабільною.

Один мілліватт — це, звичайно, далеко не десятки кіловат, споживаних електромобілем. Але тепер, коли стало зрозуміло, що підсилювач справляється, команда працює над нарощуванням кількості електроенергії, яке може бути передано з використанням цієї системи.

Вимкнення самого підсилювача може мати велике значення — для цього тесту інженери використовували підсилювач загального призначення з ККД близько 10%, але виготовлені на замовлення підсилювачі можуть підвищити ефективність до більш ніж 90%.

Буде потрібно якийсь час, перш ніж електромобілі почнуть заряджатися під час руху по шосе, проте саме таке майбутнє передбачають експерти з енергетики.

«В теорії, можна буде рухатися необмежено довго, навіть не зупиняючись на підзарядку», говорить Шанхуй Фан, професор електричної інженерії і головний автор дослідження. «Є надія на те, що ви зможете заряджати свій електромобіль, рухаючись по шосе. Котушка на дні транспорту буде отримувати електрику від котушок, підключених до энергопроводу в самому полотні дороги».

Впровадження ліній електропередачі дороги за визначенням буде великим інфраструктурним проектом, і немає ніякого сенсу проводити його, поки електромобілі не з’являться на кожному розі. Коли електромобілі будуть представляти хоча б 50% транспорту на дорогах або більше. Але якщо зарядка спроститься, більше водіїв перейдуть на електрику.

Tesla вже трохи спростила володіння електромобілем, вкладаючи значні кошти у свою мережу Supercharger. В даний час по всьому світу є 861 станція Supercharger з 5655 зарядними місцями, і вони продовжують будувати. Станції безкоштовно заряджають транспортні засоби Tesla за півгодинниківи-годинниківу.

Розтин доріг для вбудовування ліній електропередач, які можуть заряджати автомобілі під час руху, здається непотрібним, тому що поширюються інші технології. Але у міру того, як електромобілі будуть ставати дедалі популярнішими, водії будуть чекати від них максимально плавного досвіду, який може і буде включати відсутність необхідності зупинятися, щоб зарядити автомобіль.

Незважаючи на значні перешкоди, зарядка електромобілів на ходу від команди Стенфордського університету має дивовижні перспективи та потенціал. Не в останню чергу вона може знайти застосування в стільникових телефонах і персональних медичних імплантатах. Можливо, з її допомогою роботи позбудуться від проводів.

Оцініть статтю

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

Please enter your comment!
Please enter your name here