Беспроводная подзарядка: отключаем электромобили

Aug 15, 2023

Спросите владельца электромобиля, какую функцию он хотел бы устранить, и, скорее всего, он ответит: шнур для зарядки: никто не любит каждый вечер не забывать подключать свой автомобиль к электросети.

В результате несколько компаний, включая Delphi, Nissan, Qualcomm и Rolls-Royce, либо разработали, либо протестировали технологию беспроводной зарядки, которая требует, чтобы водители электромобилей просто парковались над устройством, встроенным в пол гаража или на парковочное место, которое позволяет им заряжать электромобили. встать практически без усилий.

Были предложены и другие идеи, такие как дороги, оборудованные зарядными устройствами, но на сегодняшний день большинство систем основано на хорошо известном методе, называемом электромагнитной индукцией. Это та же технология, которая используется для зарядки электрических зубных щеток. По сути, переменный электрический ток проходит через катушку провода в передатчике, который создает такой же переменный ток в катушке приемника, расположенной чуть выше. Передаваемая электрическая мощность затем подается в батарею и заряжает ее. В зубной щетке передатчик находится в основании, а приемник — в щетке.

Но технология электромагнитной индукции через воздушный зазор – скажем, от зарядной площадки до автомобиля – не всеми считается идеальным решением. Критики отмечают, что он может излучать случайные радиоволны или нагревать близлежащие металлические предметы, если он не спроектирован правильно - две проблемы, которые известны индустрии беспроводных электромобилей, могут погубить технологию, если общественность посчитает ее опасной. «Воспринимать» здесь является ключевым словом, поскольку представители отрасли твердо подтверждают, что их технология передачи энергии была полностью протестирована и признана абсолютно безопасной. «Мы пересекли этот порог два года назад», — говорит Дэвид Шац, вице-президент по продажам и развитию бизнеса WiTricity, ведущего производителя автомобильного зарядного оборудования. «Кодексы и стандарты сейчас пишутся».

Антиподы

Но теперь исследователи из Университета Британской Колумбии (UBC) в Ванкувере, работающие над тем, как перезаряжать медицинские устройства, такие как кардиостимуляторы, возможно, разработали альтернативу, которая полностью исключает радиоизлучение. Они разработали безопасный и высокоэффективный метод, в котором используется то, что физик-прикладник и изобретатель Лорн Уайтхед называет «дистанционными магнитными механизмами».

Новый подход к бесконтактной передаче энергии, по словам Уайтхеда, использует «магнитодинамическую связь», простое взаимодействие магнитного поля между двумя вращающимися постоянными магнитами, которые разделены воздухом на расстоянии от 10 до 15 см (от 4 до 6 дюймов). В системе используется магнит-передатчик внизу и магнит-приемник вверху в автомобиле. Когда небольшой электродвигатель вращает нижний магнит, магнитное поле заставляет вращаться верхний, «так же, как компас следует за изменяющимся магнитным полем», говорит он. Затем верхний магнит приводит в действие небольшой генератор, который заряжает автомобильный аккумулятор.

«Это магнитное поле между ними по сути действует как механическое соединение — невидимая магнитная система шкив/ремень, но оно не требует прямого контакта и почти идеально энергоэффективно», — объясняет Уайтхед. При производстве два магнита могут быть интегрированы соответственно в двигатель и генератор, создавая надежную и компактную систему передачи энергии.

«Испытания показывают, что эффективность системы более чем на 90% выше, чем при зарядке по кабелю», — говорит он, и автомобиль даже не требует идеального выравнивания с устройством. В результате его можно было бы встроить в низкие уличные бордюры, над которыми будет висеть автомобильный магнит (установленный под капотом), говорит он.

Демонстрационная система, состоящая из четырех зарядных устройств, успешно работает в кампусе UBC около года, где они заряжают по беспроводной сети электромобили, оснащенные приемными магнитами. «С тех пор, как мы начали тестировать систему, отзывы водителей были исключительно положительными: все, что им нужно сделать, это припарковать автомобиль, и зарядка начнется автоматически», - сказал недавно Дэвид Вудсон, управляющий директор строительных операций UBC.