Рекорд бездротового заряджання електромобілів — 270 кВт без точного паркування та шкідливого випромінювання

Багато власників та ентузіастів електромобілів мріють заряджати їх без кабелю. Американські інженери навчилися бездротово подавати на авто 270 кВт.

Національній лабораторії Оук-Ріджа (ORNL) вдалося зарядити седан Porsche Taycan з рекордною потужністю. Це сталося лише через три місяці після того, як лабораторія оголосила про рекордне на той час бездротове заряджання 100 кВт кросовера Hyundai Kona.

Навіть від найпотужніших зарядних пристроїв постійного струму потужністю 350 кВт такі автомобілі, як Taycan та Hyundai Ioniq 5 можуть взяти приблизно 230-250 кВт. Така потужність може поповнити 10-80% заряду акумулятора менш ніж за 20 хвилин. За даними ORNL, її бездротова система може збільшити заряд батареї на 50% приблизно за 10 хвилин.

Система Oak Ridge об’єднує магнітно-резонансний передавач із приймачем, встановленим на днищі автомобіля. Секрет системи у багатофазних обмотках — легких електромагнітних котушках, розташованих на котушці для створення обертового магнітного поля, які усувають пульсації струму та гасіння поля.

«Ви маєте постійну передачу енергії, а не пульсації через повітряний проміжок, тому є суттєве покращення просторово-часового використання магнітного поля», — каже Омер Онар, керівник дослідницької групи силової електроніки транспортних засобів ORNL.

За словами розробника, система може забезпечити у вісім-десять разів більшу щільність потужності, ніж аналогічні однофазні бездротові зарядні пристрої, з ефективністю понад 95%.

Система компактна з боків передавання та приймання. Потужний 270 кВт приймач вписується в простір, який Porsche виділила для потенційного бездротового зарядного пристрою на 11 кВт у майбутніх версіях Taycan. Електромагнітні котушки в приймачі мають діаметр менше ніж 50 см. В ORNL кажуть, що їхня система є найлегшим у світі бездротовим зарядним пристроєм у розрахунку на кіловат — 7,5 кВт/кг проти 1,9 кВт/кг у бездротової системи компанії Brusa, яка забезпечує лише 22 кВт потужності.

Компанія назвала кілька переваг перед дротовими системами. Немає потреби мати справу з громіздкими зарядними кабелями та штекерами, які є особливим тягарем для людей похилого віку та людей з обмеженими можливостями. Немає кабелів, які можна було б пошкодити чи вкрасти через їхню мідну проводку, як це іноді відбувається на зарядних станціях. Система бездротової зарядки простіша в обслуговуванні. Кабелі постійного струму з рідинним охолодженням, які використовуються на багатьох зарядних станціях, вимагають регулярного технічного обслуговування та заміни компонентів. В кабельних системах відбувається зниження потужності після досягнення температурних обмежень.

Oak Ridge не вимагає ідеального паркування авто, як інші бездротові системи. Автомобіль зміщуватися більш ніж на 12 см і при цьому отримувати ефективний заряд. Система навіть може використовувати камери автомобіля та вбудовані вказівки, щоб вирівняти його.

Бездротові системи були б ідеальними для майбутніх поколінь роботаксі, на борту яких немає людини-водія. Невеликі парки таких робототаксі вже працюють у Китаї, США та Європі. Наразі багатьом водіям електричних таксі та служб доставлення заборонено самостійно заправляти транспортні засоби. Бездротове заряджання може бути значною мірою автоматизованим — можна просто припаркувати машину та піти.

Прототип 270 кВт зарядного пристрою може працювати з легковими та вантажними автомобілями з різним дорожнім просвітом. Відносно низько посаджений Taycan мав 12-сантиметровий повітряний прозір між приймачем та передавачем. Система може працювати з прозором до 28 см.

Що стосується безпеки, ORNL запевняє, що система відповідає всім обмеженням щодо випромінювання електромагнітного поля, випромінюючи — поле приблизно в 19 мікротесла, і це без будь-якого екранування.

Джерело: IEEE Spectrum