In de jaren dat elektrische auto's bestaan, zijn er talloze vorderingen en innovaties gemaakt. Een van de meest opwindende innovaties is echter eindelijk gearriveerd: draadloos EV-opladen.
Naarmate draadloze EV-oplaadtechnologie steeds geavanceerder en wijdverspreider wordt, kan het tot het verleden behoren om een station binnen te rijden om uw EV op te laden.
Het snoer doorknippen bij het opladen van elektrische auto's
Door de jaren heen zijn er technologische en logistieke uitdagingen geweest bij het opschalen van draadloos opladen technologie voor EV's. Het is niet eenvoudig om deze uitdagingen op een haalbare en kosteneffectieve manier te overwinnen taak. Onderzoekers hebben de code echter gekraakt en ontwikkelen nu EV draadloos opladen voor een straat bij jou in de buurt.
Het is tegenwoordig gemakkelijk om draadloze technologie als vanzelfsprekend te beschouwen, maar het is echt geavanceerde technologie. De wetenschap achter de innovatie is gebaseerd op elektromagnetische inductie. Kortom, als er een wisselstroom door een draadspoel gaat, ontstaat er een magnetisch veld. Als je een andere spoel introduceert, zal het magnetische veld een stroom naar die spoel opwekken die een batterij zal opladen.
Het werkt goed op korte afstand om je telefoon op te laden, maar er is een uitdaging. Wetenschappers noemen dit de inverse kwadratenwet, verwijzend naar hoe een magnetisch veld in alle richtingen uitstraalt en energie snel verspreidt over een afstand. Daarom moeten primaire en secundaire spoelen dicht bij elkaar worden geplaatst voor maximale efficiëntie.
Dezelfde efficiëntie hangt af van de uitlijning en de dwarsdoorsnede van de twee spoelen. De spoelen moeten perfect parallel aan elkaar zijn uitgelijnd, gescheiden door millimeters, ook wel de koppelingsfactor genoemd. Hoewel 1.0 als een perfecte koppelingsfactor wordt beschouwd, bereiken toepassingen in de echte wereld slechts een koppelingsfactor tussen 0,3 en 0,6. Dit opschalen om toe te passen op EV's die hoger van de grond zijn en niet perfect geparkeerd staan, is duidelijk moeilijkheden. MIT-onderzoekers en anderen hebben gewerkt aan een oplossing en hebben technologie ontwikkeld om de inverse kwadratenwet tegen te gaan.
De jaren van studie resulteerden in de ontdekking van magnetische resonantie, waarbij de weerstand, inductie en verdeelde capaciteit van de spoelen werden aangepast, zodat ze allebei op de exacte resonantiefrequentie werken. Als gevolg hiervan volgt het magnetische veld een recht pad in plaats van van de ene spoel naar de volgende in alle richtingen.
Magnetische resonantie versterkt de koppeling tussen de twee spoelen, waardoor de totale koppelingsfactor toeneemt. Dit maakt draadloos opladen mogelijk voor bussen en vrachtwagens die hoger van de grond staan en voertuigen die zodanig geparkeerd staan dat je je hoofd krabt.
Draadloos opladen van elektrische voertuigen is de sleutel tot het overstappen van ICE's
Ondanks de belangrijkste voordelen van het rijden met een elektrische auto, zijn er nog steeds zorgen voor potentiële EV-kopers. Topzorgen zijn onder meer de actieradius van elektrische voertuigen en het laadgemak. Het is belangrijk om opladen moeiteloos te maken. Het hebben van een handige en effectieve manier om EV's op te laden, zal meer mensen aan boord krijgen bij de overgang.
Aangezien elektrische voertuigen goedkoper worden om te produceren en te kopen vanwege lagere batterijkosten, zal er in het komende decennium een EV-oplaadoplossing voor de miljoenen EV-bezitters moeten worden geïnstalleerd.
Meer landen stappen over van voertuigen met verbrandingsmotor naar elektrische voertuigen. Bijgevolg groeien de ondersteunende infrastructuren snel. Electrify America, Tesla Superchargers en EVgo behoren tot de grootste laadstations voor elektrische voertuigen actief in de Verenigde Staten, en de race om de beste, meest kosteneffectieve commerciële draadloze oplaadsystemen te ontwikkelen is begonnen.
Bedrijven racen om draadloze EV-opladers aan de massa te leveren
Oak Ridge National Laboratory (ORNL) heeft een unieke meerfasige elektromagnetische spoel ontwikkeld, terwijl het in Brooklyn gevestigde bedrijf HEVO de licentie voor deze technologie heeft gekregen. Volgens ORNL, zijn unieke meerfasige elektromagnetische spoel levert de hoogst beschikbare oppervlaktevermogensdichtheid, 1,5 megawatt (1.500 kilowatt) per vierkante meter - acht tot tien keer hoger dan momenteel beschikbaar technologie. Dit zorgt voor snel opladen bij stilstand en heeft zelfs de potentie om op te laden tijdens het rijden op aangepaste wegen.
HEVO-oprichter en CEO Jeremy McCool zei:
Vanaf slechts één apparaat dat op het voertuig is gemonteerd, heeft een bestuurder nu het voordeel van draadloos opladen op alle niveaus tot 300 kilowatt, hun huis van stroom voorzien via een vehicle-to-grid-interface, en zelfs opladen tijdens het rijden op snelwegsnelheden met een grid-to-battery-efficiëntie van 90-96.5%. Al deze functionaliteit is ingebouwd in een pakket aan de voertuigzijde ter grootte van een middelgrote pizzadoos en de kant-en-klare mogelijkheid om elektrische voertuigen op te laden zonder dat er een mens achter het stuur zit.
De autowereld zal dit decennium sneller veranderen dan in de afgelopen eeuw, en wij ook hebben een stapsgewijze verandering nodig in het opladen van elektrische voertuigen om het volledige potentieel van deze ontluikende multi-biljoen dollar te ontsluiten industrie.
HEVO heeft te maken met hevige concurrentie om draadloze EV-opladers te produceren in de Verenigde Staten. Het in Massachusetts gevestigde WiTricity is ook gespecialiseerd in draadloze EV-technologie. Het is een spin-off van MIT en werd in 2007 opgericht door professor Marin Soljačić.
WiTricity-technologie maakt thuis draadloos EV-opladen mogelijk met behulp van een aan de muur gemonteerde elektriciteitskast die is aangesloten op een oplaadstation op de vloer. Het opladen begint automatisch zodra een EV met ontvanger over de pad rijdt. WiTricity zegt dat de draadloze oplaadpads op de grond kunnen worden geïnstalleerd, zoals in een privéwoning, oprit of parkeergarage; of in de grond, begraven in de stoep van een parkeerplaats of stoeprand als openbare oplaadinfrastructuur.
“Opladen via de stekker is moeilijk, vies, onbetrouwbaar en zelfs gevaarlijk. Het antwoord is draadloos opladen door WiTricity voor EV-eigenaren vandaag, en absoluut voor autonome voertuigen morgen. Als er geen chauffeur is, wie gaat hem dan aansluiten?” zei Alex Gruzen, CEO van WiTricity.
GOLF is een ander bedrijf dat invloed heeft op de markt voor draadloos opladen. De afkorting WAVE staat voor Wireless Advanced Vehicle Electrification. Het is eigendom van Ideonomics, een bedrijf dat snellaadsystemen maakt voor middelzware en zware voertuigen.
Ideonomics beweert dat de krachtige systemen van WAVE geschikt zijn voor het aandrijven van elektrische voertuigen bij terminals voor openbaar vervoer, magazijnen, distributiecentra, pendeldiensten en zeehavens.
Tesla werkt samen met Wave om ontvangerboxen op zijn semi-vrachtwagens te monteren zodra deze beschikbaar komen. Tesla is erg optimistisch over het project. Als dit lukt, kan Elon Musk beginnen met de enorme taak om snelwegen voor draadloos opladen in heel Amerika te installeren ter ondersteuning van de technologie.
Is draadloos EV opladen de betere manier?
Naarmate de groei en populariteit van elektrische auto's toeneemt, zullen er tal van mogelijkheden zijn voor technologiebedrijven om oplossingen te ontwikkelen om hen te ondersteunen. Met draadloos opladen kunnen EV's de hele dag door druppelsgewijs worden opgeladen, wat het probleem van het opladen van EV-kabels en bereikangst oplost.
EV-opladen via draadloze technologie loopt voorop in de ontwikkeling van de branche. In de toekomst zullen bedrijven zoals HEVO, WiTricity en Wave doorgaan met het opvullen van de leemtes van wat nodig is om ervoor te zorgen dat de toekomst van niet alleen elektrische auto's, maar ook autonome voertuigen rooskleurig blijft.