Az új energiahordozók fejlesztése teljes lendülettel zajlik, és az energiautánpótlás kérdése is az egyik olyan kérdéssé vált, amelyre az iparág teljes figyelmet fordított. Miközben mindenki a túltöltés és az akkumulátorcsere előnyeit vitatja, létezik-e „C terv” az új energiahordozók töltésére?
Talán az okostelefonok vezeték nélküli töltésének hatására az autók vezeték nélküli töltése is az egyik olyan technológiává vált, amelyet a mérnökök legyőztek. A média beszámolói szerint a vezeték nélküli autótöltési technológia nemrégiben áttörést ért el a kutatásban. Egy kutató-fejlesztő csapat azt állította, hogy a vezeték nélküli töltőpad 100 kW kimeneti teljesítményű energiát képes továbbítani az autóba, ami 20 percen belül 50%-kal növelheti az akkumulátor töltöttségi szintjét.
Természetesen az autók vezeték nélküli töltési technológiája nem új keletű. Az új energiájú járművek megjelenésével számos erő, köztük a BBA, a Volvo és számos hazai autógyártó már régóta kutatja a vezeték nélküli töltés lehetőségét.
Összességében az autók vezeték nélküli töltési technológiája még korai szakaszban van, és sok helyi önkormányzat is megragadja ezt a lehetőséget, hogy feltárja a jövőbeli közlekedés nagyobb lehetőségeit. Azonban olyan tényezők miatt, mint a költségek, az energia és az infrastruktúra, az autók vezeték nélküli töltési technológiája nagymértékben kereskedelmi forgalomba került. Számos nehézséget kell még leküzdeni. Az autók vezeték nélküli töltéséről szóló új történet még nem könnyű elmesélni.
Mint mindannyian tudjuk, a vezeték nélküli töltés nem új keletű a mobiltelefon-iparban. Az autók vezeték nélküli töltése nem olyan népszerű, mint a mobiltelefonoké, de már sok vállalatot vonzott a technológia iránti vágyakozásra.
Összességében négy fő vezeték nélküli töltési módszer létezik: elektromágneses indukció, mágneses tér rezonancia, elektromos tér csatolás és rádióhullámok. Ezek közül a mobiltelefonok és az elektromos járművek főként elektromágneses indukciót és mágneses tér rezonanciát használnak.
Közülük az elektromágneses indukciós vezeték nélküli töltés az elektromágnesesség és a mágnesesség elektromágneses indukciós elvét használja fel áram előállítására. Magas töltési hatékonysággal rendelkezik, de a tényleges töltési távolság rövid, és a töltési helyre vonatkozó követelmények is szigorúak. Viszonylag véve a mágneses rezonancia vezeték nélküli töltésnek alacsonyabbak a helyszíni követelményei és hosszabb töltési távolsága van, és több centimétertől több méterig is eltarthat, de a töltési hatékonyság valamivel alacsonyabb, mint az előbbinél.
Ezért a vezeték nélküli töltési technológia felfedezésének korai szakaszában az autógyártók az elektromágneses indukciós vezeték nélküli töltési technológiát részesítették előnyben. A képviselő cégek közé tartozik a BMW, a Daimler és más járműgyártók. Azóta a mágneses rezonanciás vezeték nélküli töltési technológia fokozatosan népszerűsödik, amelyet olyan rendszerbeszállítók képviselnek, mint a Qualcomm és a WiTricity.
Már 2014 júliusában a BMW és a Daimler (ma már Mercedes-Benz) együttműködési megállapodást jelentett be elektromos járművek vezeték nélküli töltési technológiájának közös fejlesztésére. 2018-ban a BMW megkezdte a vezeték nélküli töltőrendszer gyártását, és opcionális eszközként kínálta az 5-ös sorozatú plug-in hibrid modellhez. Névleges töltési teljesítménye 3,2 kW, energiaátalakítási hatásfoka eléri a 85%-ot, és 3,5 óra alatt teljesen feltölthető.
2021-ben a Volvo az XC40 tisztán elektromos taxijával indítja el a vezeték nélküli töltési kísérleteket Svédországban. A Volvo erre a célra több tesztterületet hozott létre a svédországi Göteborg városában. A töltőjárműveknek csak az útba épített vezeték nélküli töltőeszközökre kell parkolniuk a töltési funkció automatikus elindításához. A Volvo közölte, hogy vezeték nélküli töltési teljesítménye elérheti a 40 kW-ot, és 30 perc alatt 100 kilométert tud megtenni.
Az autóipari vezeték nélküli töltés területén hazánk mindig is az iparág élvonalában volt. 2015-ben a China Southern Power Grid Guangxi Electric Power Research Institute megépítette az első hazai elektromos járművek vezeték nélküli töltési tesztpályáját. 2018-ban a SAIC Roewe piacra dobta az első tisztán elektromos, vezeték nélküli töltéssel rendelkező modellt. A FAW Hongqi 2020-ban mutatta be a vezeték nélküli töltési technológiát támogató Hongqi E-HS9-et. 2023 márciusában a SAIC Zhiji hivatalosan is piacra dobta első 11 kW-os nagy teljesítményű intelligens vezeték nélküli járműtöltési megoldását.
A Tesla a vezeték nélküli töltés területén is az egyik felfedező. 2023 júniusában a Tesla 76 millió dollárt költött a Wiferion felvásárlására, és átnevezte Tesla Engineering Germany GmbH-ra, azzal a tervvel, hogy alacsony költséggel valósítsa meg a vezeték nélküli töltést. Korábban a Tesla vezérigazgatója, Musk negatívan viszonyult a vezeték nélküli töltéshez, és azt "alacsony energiafelhasználásúnak és nem hatékonynak" nevezte. Most ígéretes jövőnek nevezi.
Természetesen számos autógyártó, mint például a Toyota, a Honda, a Nissan és a General Motors is fejleszt vezeték nélküli töltési technológiát.
Bár számos fél hosszú távú kutatásokat végzett a vezeték nélküli töltés területén, az autóipari vezeték nélküli töltési technológia még messze van a valóságtól. A fejlesztését korlátozó fő tényező az energia. Vegyük például a Hongqi E-HS9-et. A vezeték nélküli töltési technológiával felszerelt 10 kW maximális kimeneti teljesítményű, ami csak kissé magasabb, mint a lassú töltésű oszlop 7 kW-os teljesítménye. Egyes modellek csak 3,2 kW-os rendszertöltési teljesítményt tudnak elérni. Más szóval, az ilyen töltési hatékonyság egyáltalán nem kényelmes.
Természetesen, ha a vezeték nélküli töltés teljesítményét javítják, az már más tészta lehet. Például, ahogy a cikk elején is említettük, egy kutató-fejlesztő csapat elérte a 100 kW-os kimeneti teljesítményt, ami azt jelenti, hogy ha ilyen kimeneti teljesítményt sikerül elérni, akkor elméletileg körülbelül egy óra alatt teljesen feltölthető a jármű. Bár még mindig nehéz összehasonlítani a szupertöltéssel, mégis új választás az energiafeltöltéshez.
A felhasználási forgatókönyvek szempontjából az autóipari vezeték nélküli töltési technológia legnagyobb előnye a manuális lépések csökkentése. A vezetékes töltéshez képest az autótulajdonosoknak számos műveletet kell végrehajtaniuk, például parkolást, kiszállást az autóból, a töltő felvételét, a csatlakoztatást és a töltést stb. Amikor harmadik féltől származó töltőállomásokkal szembesülnek, különféle információkat kell megadniuk, ami viszonylag nehézkes folyamat.
A vezeték nélküli töltés forgatókönyve nagyon egyszerű. Miután a vezető leparkolta a járművet, a készülék automatikusan érzékeli azt, majd vezeték nélkül feltölti. Miután a jármű teljesen feltöltődött, a jármű közvetlenül elindul, és a tulajdonosnak nem kell további műveleteket végrehajtania. A felhasználói élmény szempontjából a luxusérzetet is biztosítja az elektromos járművek használata során.
Miért vonzza a vezeték nélküli autótöltés ekkora figyelmet a vállalatok és a beszállítók részéről? Fejlesztési szempontból a vezető nélküli korszak beköszönte a vezeték nélküli töltési technológia nagymértékű fejlődésének időszaka is lehet. Ahhoz, hogy az autók valóban vezető nélküliek legyenek, vezeték nélküli töltésre van szükségük, hogy megszabaduljanak a töltőkábelek béklyóitól.
Ezért sok töltőszolgáltató nagyon optimista a vezeték nélküli töltési technológia fejlődési kilátásaival kapcsolatban. A német óriás Siemens előrejelzése szerint az elektromos járművek vezeték nélküli töltési piaca Európában és Észak-Amerikában 2028-ra eléri a 2 milliárd dollárt. Ennek érdekében a Siemens már 2022 júniusában 25 millió dollárt fektetett be a WiTricity vezeték nélküli töltési szállító kisebbségi részesedésének megszerzésébe, hogy elősegítse a vezeték nélküli töltőrendszerek technológiai kutatását és fejlesztését.
A Siemens úgy véli, hogy az elektromos járművek vezeték nélküli töltése a jövőben általánossá válik. A kényelmesebb töltés mellett a vezeték nélküli töltés az önvezető autók megvalósításának egyik szükséges feltétele is. Ha valóban nagymértékben szeretnénk bevezetni az önvezető autókat, a vezeték nélküli töltési technológia elengedhetetlen. Ez egy fontos lépés az önvezető autók világában.
Természetesen a kilátások nagyszerűek, de a valóság csúnya. Jelenleg az elektromos járművek energiafeltöltési módjai egyre változatosabbak, és a vezeték nélküli töltés kilátásai nagy várakozással tekintenek. Jelenlegi szempontból azonban az autóipari vezeték nélküli töltési technológia még mindig tesztelési szakaszban van, és számos problémával néz szembe, mint például a magas költségek, a lassú töltés, az inkonzisztens szabványok és a lassú kereskedelmi forgalomba hozatal.
A töltés hatékonyságának problémája az egyik akadály. Például a fent említett Hongqi E-HS9 esetében is megvitattuk a hatékonyság kérdését. A vezeték nélküli töltés alacsony hatékonyságát bírálták. Jelenleg az elektromos járművek vezeték nélküli töltésének hatékonysága alacsonyabb, mint a vezetékes töltésé, mivel a vezeték nélküli átvitel során energiaveszteség keletkezik.
Költség szempontjából az autók vezeték nélküli töltését tovább kell csökkenteni. A vezeték nélküli töltésnek magasak az infrastrukturális követelményei. A töltőalkatrészeket általában a földre fektetik, ami talajmódosítással és egyéb problémákkal jár. Az építési költség elkerülhetetlenül magasabb lesz, mint a hagyományos töltőoszlopok költsége. Ezenkívül a vezeték nélküli töltési technológia népszerűsítésének korai szakaszában az ipari lánc még fejletlen, és a kapcsolódó alkatrészek költsége magas lesz, akár többszöröse is az azonos teljesítményű háztartási AC töltőoszlopok árának.
Például a brit busztársaság, a FirstBus fontolóra vette a vezeték nélküli töltési technológia alkalmazását flottája villamosításának előmozdítása során. Az ellenőrzés során azonban kiderült, hogy a földi töltőpanelek minden egyes beszállítója 70 000 fontot ajánlott. Ezenkívül a vezeték nélküli töltőutak építési költsége is magas. Például egy 1,6 kilométeres vezeték nélküli töltőút kiépítése Svédországban körülbelül 12,5 millió dollárba kerül.
Természetesen a biztonsági kérdések is korlátozhatják a vezeték nélküli töltési technológiát. Az emberi szervezetre gyakorolt hatása szempontjából a vezeték nélküli töltés nem nagy ügy. Az Ipari és Informatikai Minisztérium által kiadott „A vezeték nélküli töltő (teljesítményátviteli) berendezések rádiófrekvenciás kezelésének ideiglenes szabályozása (tervezet véleményezésre)” kimondja, hogy a 19-21 kHz és a 79-90 kHz spektrum kizárólag a vezeték nélküli töltésű autók számára használható. A vonatkozó kutatások azt mutatják, hogy csak akkor lehet bizonyos hatással a szervezetre, ha a töltési teljesítmény meghaladja a 20 kW-ot, és az emberi test szoros kapcsolatban van a töltőbázissal. Ehhez azonban az is szükséges, hogy minden fél továbbra is népszerűsítse a biztonságot, mielőtt a fogyasztók felismernék azt.
Nem számít, mennyire praktikus a vezeték nélküli autótöltési technológia és mennyire kényelmesek a használati forgatókönyvek, még hosszú út áll előttünk, mielőtt nagymértékben kereskedelmi forgalomba kerülhetne. A laboratóriumból kilépve és a gyakorlatba ültetve a vezeték nélküli autótöltéshez vezető út hosszú és nehézkes.
Miközben minden fél erőteljesen kutatja a vezeték nélküli autótöltési technológiát, csendben megjelent a „töltőrobotok” koncepciója is. A vezeték nélküli töltés által megoldandó fájdalompontok a felhasználói töltés kényelmét jelentik, amely a jövőben kiegészíti majd a vezető nélküli vezetés koncepcióját. De Rómába több út is vezet.
Ezért a „töltőrobotok” is elkezdtek kiegészítőivé válni az autók intelligens töltési folyamatának. Nemrégiben a pekingi központi építési terület nemzeti zöld fejlesztési demonstrációs övezetének új villamosenergia-rendszer kísérleti bázisa elindított egy teljesen automatikus busztöltő robotot, amely elektromos buszokat képes tölteni.
Miután az elektromos busz beérkezik a töltőállomásra, a vizuális rendszer rögzíti a jármű érkezési információit, és a háttérben futó diszpécserrendszer azonnal töltési feladatot ad ki a robotnak. Az útkereső rendszer és a járómechanizmus segítségével a robot automatikusan a töltőállomáshoz hajt, és automatikusan megragadja a töltőpisztolyt. Vizuális helymeghatározó technológia segítségével azonosítja az elektromos jármű töltőportjának helyét, és automatikus töltési műveleteket hajt végre.
Természetesen az autógyártók is kezdik látni a „töltőrobotok” előnyeit. A 2023-as Sanghaji Autószalonon a Lotus bemutatott egy villámgyors töltőrobotot. Amikor a járművet fel kell tölteni, a robot kinyújtja mechanikus karját, és automatikusan behelyezi a töltőpisztolyt a jármű töltőnyílásába. Töltés után önállóan ki is tudja húzni a pisztolyt, befejezve a teljes folyamatot az elindítástól a jármű feltöltéséig.
Ezzel szemben a töltőrobotok nemcsak a vezeték nélküli töltés kényelmét kínálják, hanem a vezeték nélküli töltés energiakorlátozási problémáját is megoldhatják. A felhasználók a túltöltés örömét is élvezhetik anélkül, hogy ki kellene szállniuk az autóból. Természetesen a töltőrobotok költségekkel és intelligens kérdésekkel is járnak, mint például a pozicionálás és az akadályok elkerülése.
Összefoglalás: Az új energiahordozók energiafeltöltésének kérdése mindig is olyan téma volt, amelyre az iparág minden szereplője nagy hangsúlyt fektetett. Jelenleg a túltöltés és az akkumulátorcsere a két legelterjedtebb megoldás. Elméletileg ez a két megoldás bizonyos mértékig elegendő a felhasználók energiafeltöltési igényeinek kielégítésére. Természetesen a dolgok mindig haladnak előre. Talán a vezető nélküli korszak megjelenésével a vezeték nélküli töltés és a töltőrobotok új lehetőségeket nyithatnak meg.
Közzététel ideje: 2024. április 13.