Bezkontaktní nabíjení na cestách na slavné německé dálnici / Habr

Německá národní síť rychlostních silnic (aka slavná německá dálnice) poprvé nainstaluje na vozovku indukční nabíjecí systém pro elektromobily. Nabíjet na něm ale svůj osobní elektromobil zatím nebude možné: jako první nabíječku nevyzkouší ti, kteří rádi jezdí po dálnici maximální rychlostí, ale řidiči běžných městských autobusů v Balingenu (jedno z regionálních center spolkové země Bádensko-Württembersko na jihozápadě Německa).

Proč potřebujeme bezkontaktní nabíjení elektromobilů?

Na první pohled se může zdát, že integrovat bezkontaktní nabíjecí zařízení pro elektromobily do vozovky nestojí za námahu. Jakmile bude plánovaná nabíjecí síť v Evropě plně implementována, budou moci řidiči elektromobilů jednoduše zastavit na vhodné stanici a dobít si tam baterie.

Odpověď byla nalezena v Detroitu, kde se v současnosti staví první silnice v USA s technologií bezdrátového nabíjení. Kami Buchholz ze Společnosti automobilových inženýrů (SAE International) navštívila stránky a hovořila s Michelle Mueller, vedoucí projektu MDOT pro propojená a automatizovaná vozidla.

Michelle vysvětlila, že elektrifikované silnice mohou urychlit přijetí elektrických vozidel tím, že zajistí, aby vozidla i nadále fungovala s využitím bezpečných a udržitelných energetických platforem na veřejných komunikacích.

„Bezdrátové nabíjení na silnici přináší revoluci ve využívání elektrických vozidel tím, že umožňuje vozidlu prodloužit životnost baterie, aniž by bylo nutné zastavovat a zapojovat se do nabíjecí stanice,“ komentuje Michel. „Tento typ nabíjení také sníží obavy o dojezd elektrických vozidel.“

Americké ministerstvo energetiky vyhodnotilo situaci již v roce 2012 a zaznamenalo další výhodu snížení potřeby skladování přebytečné energie na palubě vozidla.

Z hlediska pohodlí bude mít možnost bezdrátového nabíjení na cestách pravděpodobně dopad na všechny řidiče elektromobilů, zejména v obdobích špičky. Vzhledem k tomu, že miliony elektrických vozidel vyjíždějí na dálnice, nabíjení na cestách pomůže zkrátit čekací doby na pevných nabíjecích stanicích.

Bezdrátový systém nabíjení elektrických vozidel od společnosti Electreon

Budoucnost nabíjecích stanic (jak stacionárních, tak nabíjení na cestách) se začíná rýsovat a izraelská společnost Electreon, která vyvíjí řešení bezdrátového nabíjení, je jedním z důležitých hráčů na tomto trhu.

V roce 2020 Electreon postavil bezdrátový nabíjecí systém v Tel Avivu. Postavili také demonstrační místa v Michiganu a Švédsku a nyní se aktivně rozvíjejí v Německu. Výstavba silničního zpoplatnění ve městě Balingen je prvním takovým projektem v Německu.

Projekt je výsledkem spolupráce s koncernem EnBW (energetika a infrastruktura v Bádensku-Württembersku). Bude zahrnovat jeden kilometr vozovky a také dva stacionární dobíjecí systémy na zastávkách podél autobusové trasy.

„Technologie bude zavedena ve městě Balingen ve dvou fázích,“ vysvětlují zástupci společnosti Electreon. „První etapa bude zahrnovat vybudování 400metrové dráhy se dvěma stacionárními dobíjecími stanicemi. Ve druhé etapě bude elektrosilnice prodloužena o dalších 600 metrů. Projekt bude nabíjet elektrobus jedoucí po městské trase.“

„EnBW již testoval systém bezdrátového nabíjení na speciálně vybudovaném úseku silnice ve svém školicím středisku v Karlsruhe. Zřejmě se jim líbí, co vidí: Electreon dostane na nový projekt až 3,2 milionu eur.“

Maximilian Arnold, projektový manažer EnBW, objasňuje, že létat po dálnici nejvyšší rychlostí s nulovými emisemi není možné, alespoň v blízké budoucnosti. Pokud se ale Balingenův demonstrační projekt osvědčí, bude prvním z mnoha.

Okamžitým cílem je učinit „bezdrátové nabíjení technicky vhodné pro německou veřejnou dopravu,“ uvedl v tiskové zprávě. „K tomu budeme muset také přesvědčit úřady, provozovatele energetických sítí, provozovatele autobusů a širokou veřejnost o perspektivách takového zpoplatnění.“

Společnost Electreon navíc plánuje využít projekt Balingen k vývoji nového nástroje, který pomůže plánovačům veřejné dopravy vybrat optimální umístění pro bezdrátovou infrastrukturu na různých trasách, čímž se eliminuje potřeba znovu vynalézat kolo pro každý nový projekt.

Rozsáhlé možnosti bezdrátového nabíjení pro elektromobily

Pokud někdo pochybuje o možnostech bezdrátového nabíjení pro elektromobily, SAE (Společnost automobilových inženýrů) je tu, aby je dala do klidu.

Začátkem tohoto týdne vydala SAE novou zprávu o technických informacích, která „připravuje cestu pro nabíjení HD [těžkých] vozidel bez potřeby zástrčky“, což je považováno za klíč k urychlení přijetí elektrických a autonomních vozidel.

Zpráva SAE TIR J2954/2 Wireless Power Transfer & Alignment for Heavy Duty Applications následuje po zprávě z roku 2020, která vyvinula standardy pro lehká užitková vozidla.

„SAE TIR J2954/2 exponenciálně zvyšuje výkonové úrovně bezdrátového přenosu energie pro těžká nákladní vozidla,“ vysvětlila organizace v tiskové zprávě.

„Nabíjení těžkého elektromobilu bude stejně jednoduché jako parkování na správném místě – směrnice pro bezdrátové nabíjení SAE TIR J2954/2 to umožňuje automaticky,“ řekl Jesse Schneider, vedoucí pracovní skupiny pro bezdrátový přenos energie SAE a generální ředitel stanice ZEV.

Jak to funguje?

SAE také vysvětluje, jak funguje technologie bezkontaktního nabíjení.

„Energie se přenáší vytvořením magnetického rezonančního pole mezi pozemní vysílací jednotkou a jednotkou vozidla namontovanou na spodku nákladního vozu. Energie prochází vzduchovou mezerou (světlá výška mezi přijímači) a následně se přeměňuje ze střídavého na stejnosměrný proud v samotném vozidle, aby se nabily autobaterie,“ vysvětluje SAE a dodává, že bezdrátové nabíjení je bezpečné a energeticky efektivní.

„Terénní testování s použitím světlé výšky 250 mm ukázalo, že bezkontaktní nabíjecí systémy fungují s 92+% účinností ve srovnání s konvenčním bezkontaktním nabíjením,“ poznamenávají.

Pokud jde o nabíjení na silnici, Schneider říká, že „technologie J2954/2 umožňují dynamický bezdrátový přenos energie, což umožňuje nabíjení za jízdy normální rychlostí.“

„To umožňuje průlom v bezdrátovém nabíjení pro těžká elektrická vozidla, stanovuje standardy pro vozidla, umístění a frekvenci nabíjení.“

Síla flotily

Velká pozornost byla věnována přesvědčování soukromých uživatelů automobilů, aby podpořili přechod na elektrická vozidla, ale jak zdůrazňuje SAE, hlavním hnacím motorem dekarbonizace bude přechod podniků s celým vozovým parkem, jako je americká poštovní služba, na elektrická vozidla.

SAE popisuje bezdrátové nabíjení EV jako způsob, jak změnit myšlení manažerů vozových parků, protože redukuje logistiku nabíjení EV na prostou jízdu po silnici nebo parkování na správném místě.

Pokud jde o nabíjení na cestách, SAE spolupracuje s ministerstvem energetiky USA na zapojení manažerů vozových parků. Bezdrátové nabíjení na cestách umožní automobilkám zmenšit velikost bateriových sad. U osobních automobilů to nemusí znamenat významný rozdíl, ale pro manažery vozového parku autobusů a nákladních vozidel bude přitažlivost spočívat v zamezení zbytečných prostojů při současném snížení nákladů na vozidla a uvolnění většího nákladového prostoru.

• Výroba a vývoj elektroniky
• Inženýrské systémy