Naujų energijos transporto priemonių kūrimas įsibėgėja, o energijos papildymo klausimas taip pat tapo vienu iš klausimų, į kurį pramonė skyrė visą dėmesį. Kol visi diskutuoja apie perkrovimo ir akumuliatorių keitimo privalumus, ar yra „C planas“ naujų energijos transporto priemonių įkrovimui?
Galbūt dėl belaidžio išmaniųjų telefonų įkrovimo, belaidis automobilių įkrovimas taip pat tapo viena iš technologijų, kurias inžinieriai įveikė. Remiantis žiniasklaidos pranešimais, neseniai belaidžio automobilių įkrovimo technologija sulaukė proveržio tyrimuose. Tyrimų ir plėtros komanda teigė, kad belaidis įkrovimo kilimėlis gali perduoti automobiliui 100 kW išėjimo galią, o tai per 20 minučių gali padidinti akumuliatoriaus įkrovos būseną 50 %.
Žinoma, belaidžio automobilių įkrovimo technologija nėra nauja. Atsiradus naujų energijos šaltinių transporto priemonėms, įvairios jėgos, įskaitant BBA, „Volvo“ ir įvairias šalies automobilių kompanijas, jau seniai tyrinėja belaidžio įkrovimo galimybes.
Apskritai belaidžio automobilių įkrovimo technologija vis dar yra ankstyvoje stadijoje, ir daugelis vietos valdžios institucijų taip pat naudojasi šia proga ištirti didesnes ateities transporto galimybes. Tačiau dėl tokių veiksnių kaip kaina, galia ir infrastruktūra belaidžio automobilių įkrovimo technologija buvo plačiai komercializuota. Dar yra daug sunkumų, kuriuos reikia įveikti. Naują istoriją apie belaidį automobilių įkrovimą dar nėra lengva papasakoti.
Kaip visi žinome, belaidis įkrovimas mobiliųjų telefonų pramonėje nėra naujiena. Belaidis automobilių įkrovimas nėra toks populiarus kaip mobiliųjų telefonų įkrovimas, tačiau jis jau pritraukė daugelį įmonių, norinčių įsigyti šią technologiją.
Apskritai yra keturi pagrindiniai belaidžio įkrovimo būdai: elektromagnetinė indukcija, magnetinio lauko rezonansas, elektrinio lauko susiejimas ir radijo bangos. Tarp jų mobilieji telefonai ir elektrinės transporto priemonės daugiausia naudoja elektromagnetinę indukciją ir magnetinio lauko rezonansą.
Tarp jų elektromagnetinio indukcinio belaidžio įkrovimo principas, pagrįstas elektromagnetizmu ir magnetizmu, generuoja elektrą. Jis pasižymi dideliu įkrovimo efektyvumu, tačiau efektyvus įkrovimo atstumas yra trumpas, o įkrovimo vietos reikalavimai taip pat griežti. Santykinai kalbant, magnetinio rezonanso belaidžio įkrovimo vietos reikalavimai yra mažesni, o įkrovimo atstumas ilgesnis ir gali atlaikyti nuo kelių centimetrų iki kelių metrų, tačiau įkrovimo efektyvumas yra šiek tiek mažesnis nei pirmojo.
Todėl ankstyvuosiuose belaidžio įkrovimo technologijos tyrinėjimo etapuose automobilių gamintojai pirmenybę teikė elektromagnetinės indukcijos belaidžio įkrovimo technologijai. Tarp atstovaujamųjų įmonių yra BMW, „Daimler“ ir kitos automobilių gamintojos. Nuo tada pamažu buvo skatinama magnetinio rezonanso belaidžio įkrovimo technologija, kurią atstovauja tokie sistemų tiekėjai kaip „Qualcomm“ ir „WiTricity“.
Jau 2014 m. liepą BMW ir „Daimler“ (dabar „Mercedes-Benz“) paskelbė apie bendradarbiavimo susitarimą bendrai kurti belaidžio įkrovimo technologiją elektromobiliams. 2018 m. BMW pradėjo gaminti belaidę įkrovimo sistemą ir padarė ją pasirenkamu įrenginiu 5 serijos įkraunamiems hibridiniams modeliams. Jos vardinė įkrovimo galia yra 3,2 kW, energijos konversijos efektyvumas siekia 85 %, o ją galima visiškai įkrauti per 3,5 valandos.
2021 m. „Volvo“ pradės belaidžio įkrovimo eksperimentus Švedijoje, naudodama grynai elektrinį taksi „XC40“. „Volvo“ specialiai įrengė kelias bandymų zonas Geteborgo mieste, Švedijoje. Įkraunamoms transporto priemonėms tereikia pastatyti jas ant kelyje įmontuotų belaidžių įkrovimo įrenginių, kad automatiškai įsijungtų įkrovimo funkcija. „Volvo“ teigė, kad belaidžio įkrovimo galia gali siekti 40 kW, o 100 kilometrų atstumą galima įveikti per 30 minučių.
Kalbant apie automobilių belaidį įkrovimą, mano šalis visada buvo šios pramonės priešakyje. 2015 m. Kinijos pietinių elektros tinklų Guangxi elektros energijos tyrimų institutas nutiesė pirmąją buitinę elektromobilių belaidžio įkrovimo bandymų taką. 2018 m. „SAIC Roewe“ pristatė pirmąjį grynai elektrinį modelį su belaidžiu įkrovimu. 2020 m. „FAW Hongqi“ pristatė „Hongqi E-HS9“, kuris palaiko belaidžio įkrovimo technologiją. 2023 m. kovo mėn. „SAIC Zhiji“ oficialiai pristatė savo pirmąjį 11 kW didelės galios išmanųjį belaidžio įkrovimo sprendimą automobiliams.
„Tesla“ taip pat yra viena iš belaidžio įkrovimo srities tyrinėtojų. 2023 m. birželį „Tesla“ išleido 76 mln. JAV dolerių, kad įsigytų „Wiferion“ ir pervadino ją į „Tesla Engineering Germany GmbH“, planuodama pritaikyti belaidį įkrovimą mažomis sąnaudomis. Anksčiau „Tesla“ generalinis direktorius Muskas neigiamai vertino belaidį įkrovimą ir kritikavo jį kaip „mažai energijos naudojantį ir neefektyvų“. Dabar jis tai vadina perspektyvia ateitimi.
Žinoma, daugelis automobilių kompanijų, tokių kaip „Toyota“, „Honda“, „Nissan“ ir „General Motors“, taip pat kuria belaidžio įkrovimo technologiją.
Nors daugelis šalių ilgai tyrinėjo belaidžio įkrovimo sritį, automobilių belaidžio įkrovimo technologija dar toli gražu netapo realybe. Pagrindinis jos plėtrą ribojantis veiksnys yra galia. Pavyzdžiui, „Hongqi E-HS9“. Jame įdiegtos belaidžio įkrovimo technologijos maksimali išėjimo galia yra 10 kW, tai tik šiek tiek daugiau nei lėto įkrovimo krūvos 7 kW galia. Kai kurie modeliai gali pasiekti tik 3,2 kW sistemos įkrovimo galią. Kitaip tariant, toks įkrovimo efektyvumas visiškai nesuteikia jokio patogumo.
Žinoma, jei belaidžio įkrovimo galia bus pagerinta, tai gali būti kita istorija. Pavyzdžiui, kaip minėta straipsnio pradžioje, tyrimų ir plėtros komanda pasiekė 100 kW išėjimo galią, o tai reiškia, kad jei pavyks pasiekti tokią išėjimo galią, teoriškai transporto priemonę bus galima visiškai įkrauti maždaug per valandą. Nors jį vis dar sunku palyginti su super įkrovimu, tai vis dar yra naujas energijos papildymo pasirinkimas.
Kalbant apie naudojimo scenarijus, didžiausias belaidžio automobilių įkrovimo technologijos privalumas yra rankinių veiksmų sumažinimas. Palyginti su laidiniu įkrovimu, automobilių savininkams reikia atlikti daugybę operacijų, tokių kaip automobilio parkavimas, išlipimas iš automobilio, įkrovimas, įkrovimas ir kt. Susidūrus su trečiųjų šalių įkrovimo stotelėmis, jiems reikia užpildyti įvairią informaciją, o tai yra gana sudėtingas procesas.
Belaidžio įkrovimo scenarijus yra labai paprastas. Vairuotojui pastačius automobilį, įrenginys jį automatiškai aptinka ir belaidžiu būdu įkrauna. Kai automobilis visiškai įkraunamas, jis iš karto nuvažiuoja, o savininkui nereikia atlikti jokių papildomų veiksmų. Vartotojo patirties požiūriu, tai taip pat suteiks žmonėms prabangos pojūtį naudojantis elektromobiliais.
Kodėl belaidis automobilių įkrovimas pritraukia tiek daug įmonių ir tiekėjų dėmesio? Žvelgiant iš plėtros perspektyvos, autonominių automobilių eros atėjimas taip pat gali būti puikus metas belaidžio įkrovimo technologijų plėtrai. Kad automobiliai iš tikrųjų būtų autonominiai, jiems reikia belaidžio įkrovimo, kad atsikratytų įkrovimo laidų pančių.
Todėl daugelis įkrovimo tiekėjų labai optimistiškai vertina belaidžio įkrovimo technologijos plėtros perspektyvas. Vokietijos milžinė „Siemens“ prognozuoja, kad iki 2028 m. belaidžio elektromobilių įkrovimo rinka Europoje ir Šiaurės Amerikoje pasieks 2 mlrd. JAV dolerių. Šiuo tikslu jau 2022 m. birželį „Siemens“ investavo 25 mln. JAV dolerių, kad įsigytų mažumos akcijų paketą belaidžio įkrovimo tiekėjoje „WiTricity“, siekdama skatinti technologijų tyrimus ir belaidžio įkrovimo sistemų plėtrą.
„Siemens“ tiki, kad belaidis elektromobilių įkrovimas ateityje taps įprastu reiškiniu. Belaidis įkrovimas ne tik padidina įkrovimo patogumą, bet ir yra viena iš būtinų sąlygų autonominiam vairavimui įgyvendinti. Jei tikrai norime plačiai diegti autonominius automobilius, belaidžio įkrovimo technologija yra būtina. Tai svarbus žingsnis autonominio vairavimo pasaulyje.
Žinoma, perspektyvos puikios, tačiau realybė bjauri. Šiuo metu elektromobilių energijos papildymo būdai tampa vis įvairesni, o belaidžio įkrovimo perspektyva yra labai laukiama. Tačiau šiuo metu automobilių belaidžio įkrovimo technologija vis dar yra bandymų stadijoje ir susiduria su daugybe problemų, tokių kaip didelė kaina, lėtas įkrovimas, nenuoseklūs standartai ir lėta komercializavimo pažanga.
Viena iš kliūčių yra įkrovimo efektyvumo problema. Pavyzdžiui, aptarėme efektyvumo klausimą jau minėtame „Hongqi E-HS9“. Belaidžio įkrovimo žemas efektyvumas buvo kritikuojamas. Šiuo metu belaidžio elektromobilių įkrovimo efektyvumas yra mažesnis nei laidinio įkrovimo dėl energijos nuostolių belaidžio perdavimo metu.
Kalbant apie sąnaudas, belaidžio automobilių įkrovimo naudojimą reikia dar labiau sumažinti. Belaidžio įkrovimo infrastruktūrai keliami aukšti reikalavimai. Įkrovimo komponentai paprastai klojami ant žemės, todėl reikės modifikuoti žemę ir susidurti su kitomis problemomis. Statybos kaina neišvengiamai bus didesnė nei įprastų įkrovimo polių kaina. Be to, ankstyvajame belaidžio įkrovimo technologijos populiarinimo etape pramonės grandinė dar nėra susiformavusi, o susijusių dalių kaina bus didelė, net kelis kartus didesnė nei tos pačios galios buitinių kintamosios srovės įkrovimo polių kaina.
Pavyzdžiui, britų autobusų operatorius „FirstBus“ svarstė galimybę naudoti belaidžio įkrovimo technologiją, siekdamas skatinti savo autobusų parko elektrifikavimą. Tačiau atlikus patikrinimą paaiškėjo, kad kiekvienas antžeminių įkrovimo plokščių tiekėjas nurodė 70 000 svarų sterlingų kainą. Be to, belaidžio įkrovimo kelių tiesimo kaina taip pat yra didelė. Pavyzdžiui, 1,6 kilometro belaidžio įkrovimo kelio tiesimas Švedijoje kainuoja maždaug 12,5 mln. JAV dolerių.
Žinoma, saugumo problemos taip pat gali būti viena iš belaidžio įkrovimo technologiją ribojančių problemų. Kalbant apie poveikį žmogaus organizmui, belaidis įkrovimas nėra didelė problema. Pramonės ir informacinių technologijų ministerijos paskelbtose „Laikinosiose belaidžio įkrovimo (galios perdavimo) įrangos radijo ryšio valdymo taisyklėse (projektas komentarams)“ teigiama, kad 19–21 kHz ir 79–90 kHz spektras yra išskirtinis belaidžio įkrovimo automobiliams. Atitinkami tyrimai rodo, kad tik tada, kai įkrovimo galia viršija 20 kW ir žmogaus kūnas glaudžiai liečiasi su įkrovimo baze, tai gali turėti tam tikrą poveikį organizmui. Tačiau tai taip pat reikalauja, kad visos šalys toliau populiarintų saugumą, kol jį pripažins vartotojai.
Kad ir kokia praktiška būtų belaidžio automobilių įkrovimo technologija ir kokie patogūs būtų jos naudojimo scenarijai, dar reikia nueiti ilgą kelią, kol ji bus komercializuota dideliu mastu. Kelias į belaidį automobilių įkrovimą iš laboratorijos įdiegiant ją realybėje yra ilgas ir sunkus.
Kol visos šalys energingai tyrinėja belaidžio automobilių įkrovimo technologijas, tyliai atsirado ir „įkrovimo robotų“ koncepcija. Belaidžio įkrovimo problemos, kurias turėtų išspręsti belaidis įkrovimas, yra vartotojo įkrovimo patogumo klausimas, kuris ateityje papildys autonominio vairavimo koncepciją. Tačiau į Romą veda ne vienas kelias.
Todėl „įkrovimo robotai“ taip pat pradėjo tapti išmaniojo automobilių įkrovimo proceso priedu. Ne taip seniai Pekino subcentrinės statybos nacionalinės žaliosios plėtros demonstracinės zonos naujoje elektros energijos sistemos eksperimentinėje bazėje buvo paleistas visiškai automatinis autobusų įkrovimo robotas, galintis įkrauti elektrinius autobusus.
Elektriniam autobusui įvažiavus į įkrovimo stotelę, vaizdo sistema fiksuoja transporto priemonės atvykimo informaciją, o foninė dispečerinė sistema nedelsdama siunčia robotui įkrovimo užduotį. Naudodamasis kelio paieškos sistema ir ėjimo mechanizmu, robotas automatiškai nuvažiuoja į įkrovimo stotelę ir automatiškai paima įkrovimo pistoletą, naudodamas vizualinės padėties nustatymo technologiją, kad nustatytų elektromobilio įkrovimo prievado vietą ir atliktų automatines įkrovimo operacijas.
Žinoma, automobilių gamintojai taip pat pradeda matyti „įkrovimo robotų“ privalumus. 2023 m. Šanchajaus automobilių parodoje „Lotus“ pristatė greito įkrovimo robotą. Kai transporto priemonę reikia įkrauti, robotas gali ištiesti mechaninę ranką ir automatiškai įkišti įkrovimo pistoletą į transporto priemonės įkrovimo angą. Įkrovęs jis taip pat gali pats ištraukti pistoletą, užbaigdamas visą procesą nuo įkrovimo pradžios iki transporto priemonės įkrovimo.
Tuo tarpu įkrovimo robotai ne tik pasižymi belaidžio įkrovimo patogumu, bet ir gali išspręsti belaidžio įkrovimo energijos ribojimo problemą. Vartotojai taip pat gali mėgautis per didelio įkrovimo malonumu neišlipdami iš automobilio. Žinoma, įkrovimo robotai taip pat turės įtakos sąnaudoms ir išmaniosioms problemoms, tokioms kaip padėties nustatymas ir kliūčių vengimas.
Santrauka: Naujų energijos transporto priemonių energijos papildymo klausimas visada buvo tema, kuriai visos pramonės šakos teikė didelę reikšmę. Šiuo metu labiausiai paplitę sprendimai yra perkrovimo sprendimas ir akumuliatoriaus keitimo sprendimas. Teoriškai šių dviejų sprendimų pakanka tam tikru mastu patenkinti vartotojų energijos papildymo poreikius. Žinoma, viskas visada juda į priekį. Galbūt prasidėjus bevairių transporto priemonių erai, belaidis įkrovimas ir įkrovimo robotai gali atverti naujų galimybių.
Įrašo laikas: 2024 m. balandžio 13 d.