Когда-нибудь парки общих автономных автомобилей будут быстро перевозить пассажиров по городам, собирать их и высаживать без необходимости парковки, гаражей или даже личного транспорта. Но без места, чтобы сидеть и заряжать, или времени, чтобы сделать это, пока отдельные владельцы на работе или дома спят, как эти автомобили получат энергию, необходимую им для выполнения своей работы? Кто будет кормить роботов машинами?
«Там нет никого, чтобы подключить их. Там нет водителя. Они должны быть в состоянии идти по требованию, заряжать себя, когда батареи разряжаются », - говорит Алекс Грузен, генеральный директор Массачусетской компании беспроводной зарядки WiTricity.
За последние восемь лет WiTricity изменила свою бизнес-модель с бытовой электроники и зарядных устройств для телефонов, чтобы сосредоточиться почти исключительно на вопросе о том, как мы приводим автомобили в действие. Ответ, по словам Грузена, показывает мощность, передаваемую по воздуху через систему, встроенную в городской пейзаж. С этой целью WiTricity в партнерстве с BMW выпустила первую готовую к потреблению систему дистанционной зарядки для электромобиля.
Этот тип зарядки, который происходит посредством процесса, называемого магнитным резонансом, восходит к середине 2000-х годов, когда Марин Солячич, основатель WiTricity и профессор физики Массачусетского технологического института, решил изобрести лучший способ зарядки телефона. Он экспериментировал с несколькими способами перемещения энергии, включая радиочастоту, ультразвук и даже индукцию, прежде чем остановиться на магнитном резонансе как лучшем сочетании эффективности и удобства. Он подал заявку на патент в 2006 году, который в итоге получил в 2010 году, и запустил WiTricity в 2007 году, чтобы помочь индустрии мобильных телефонов сделать зарядные коврики совместимыми с некоторыми телефонами. (Вы можете даже купить его у Tesla, хотя компания еще не объявила о планах по заправке своих автомобилей таким способом.)
Резонанс не уникален для электрической зарядки; это то же самое явление, которое описывает колебание ребенка на качелях и его переход назад и вперед между потенциальной и кинетической энергией. Родительский толчок или накачка ребенка могут внести энергию в систему, но только если они движутся с правильной частотой и в правильном направлении. Точно так же электромагнитная катушка может передавать энергию другому, при условии, что они находятся в одинаковой ориентации и резонируют на совпадающей частоте.
Шли годы, WiTricity - единственный лицензиат этой технологии - сотрудничал со все большим и большим количеством компаний в ее разработке. Многие были нацелены на потребительскую электронику, но Toyota лицензировала ее на гибрид Prius и в итоге инвестировала в WiTricity, а Honda, Hyundai, Nissan и GM работали над прототипами. Впрочем, BMW 20130 530e iPerformance первым вышел на рынок, предлагая роскошный пакет с беспроводным ковриком для зарядки для немецких покупателей (с планами выпуска в США, Великобритании, Японии и Китае) по цене около 3000 евро.
Но 530e - это гибрид, отмечает Доминик Бонте, аналитик автомобильной промышленности из ABI Research. У него небольшая батарея емкостью 9, 2 кВтч, которую можно зарядить за пару часов с помощью технологии WiTricity, но у нее всего 16 миль. Беспроводная зарядка даже при 90-процентной эффективности, которой удалось достичь WiTricity, все еще остается относительно медленной. Посмотрите на Tesla, например: Модель S поставляется с аккумулятором 100 или 75 кВт-ч, а система WiTricity выдает где-то около 11 кВт, что означает, что для полной зарядки Tesla может потребоваться целый день. Таким образом, компания решила сосредоточиться на своих нагнетателях, которые могут доставлять гораздо более быстрый заряд.
«Вы не можете поддерживать одинаковую передачу энергии по беспроводной сети и со стационарными зарядными станциями», - говорит Бонте. «Это не изменится, признают они. Он будет немного выше, может быть, 20, 30 кВт, но он не будет поддерживать от 50 до 60 кВт. Это даже не предусмотрено в стандарте ». Однако он также отмечает, что подавляющее большинство использования электромобилей не требует полной зарядки каждую ночь - полностью заряженные аккумуляторы действительно нужны только для длительных поездок.
Тем не менее, в автомобильной промышленности происходят перемены, говорит Грузен, отчасти благодаря скандалу с обманом, связанным с выбросами дизельных автомобилей VW, снижению стоимости батарей и Тесле, делающей электромобили сексуальными. «Все эти вещи объединяются, и сейчас то, что вы видите, - это необыкновенная гонка среди всех автопроизводителей, стремящихся к расширению электрифицированных платформ», - говорит Грузен. «Рынок взлетает».
WiTricity не так одинок, как могли бы предположить их сотни патентов. (В 2014 году компания получила патент на технологию беспроводной передачи энергии, поскольку она относится к транспортным средствам.) Компания под названием Plugless Power производит зарядные коврики для вторичного рынка, оснащенные магнитной муфтой, которая устанавливается на готовый электромобиль. А Halo от Qualcomm использует индуктивную зарядку, похожую на электрическую зубную щетку, которая функционально аналогична версии Witricity, несмотря на использование другой технологии, и проводит динамическую зарядку для зарядки транспортных средств в движении.
«Безопасная беспроводная передача энергии для транспортных средств», патент США № 8 912 687 Но потребуются больше, чем автопроизводители и их поставщики, чтобы заставить потребителей изменить свое поведение, так как многие из них, которые они испытывают по поводу электромобилей, все еще присутствуют. Тревога по дальности подтолкнула к увеличению батарей и необходимости быстрой зарядки. Но распределенная зарядка по всему городскому ландшафту могла бы смягчить это, и постепенный отказ от двигателей внутреннего сгорания по решению правительства мог бы вызвать проблему. «Чтобы мы действительно оказали большое влияние на окружающую среду, нам нужно гораздо больше, чем просто начинающим покупателям электромобилей», - говорит Грузен. И для этого зарядка должна быть проще, чем дозаправка. Он начнет с коврика в вашем гараже, говорит он, но закончится магнитно-резонансной зарядкой, встроенной в общественную парковку, очереди на такси и практически везде, где автомобиль может отдохнуть, чтобы быстро перекусить.
Более важным является уровень города, когда флот является общим, беспроводным и автономным, а также в случае потери времени из-за потери бизнеса. WiTricity и Qualcomm уже работают с SAE (известным как Общество инженеров автомобильной промышленности) над набором глобальных стандартов, которые позволят автомобилям разных производителей заряжать через разные беспроводные системы. Это даже позволит флотам выступать в качестве банков батарей, накапливая энергию для города и распределяя ее обратно, так как потребности в электроэнергии меняются в течение дня.
«В такой среде, в такой среде« автомобиль как услуга »беспроводная зарядка фактически стала бы необходимостью», - говорит Бонт.
