Государственная сеть скоростных автомагистралей Германии (они же – знаменитые немецкие автобаны) впервые установит в дорожное полотно индукционную систему зарядки электромобилей. Однако, подзарядить на ней свой личный электромобиль пока что не получится: первыми тестировать зарядку будут не любители прокатиться по автобану на максимальной скорости, а водители обычных городских автобусов Балингена (один из районных центров земли Баден-Вюртемберг на юго-западе Германии).

Зачем вообще нужна бесконтактная зарядка электромобилей?

На первый взгляд может показаться, что встраивание оборудования для бесконтактной зарядки электротранспорта в проезжую часть не стоит затраченных усилий. Как только будет полностью реализована запланированная в Европе сеть зарядных станций, водители электромобилей смогут просто останавливаться на удобной станции и подзаряжать аккумуляторы там.

Ответ нашли в Детройте, где сейчас строят первую в США дорогу с технологией беспроводной зарядки. Ками Буххольц из Общества автомобильных инженеров (SAE International) посетил эту стройку и поговорил с Мишель Мюллер, старшим менеджером проекта в MDOT (Департамент транспорта штата Мичиган) по подключенным и автоматизированным транспортным средствам. 

Мишель объяснила, что электрифицированные дороги могут ускорить внедрение электромобилей, обеспечивая непрерывную работу транспортных средств с помощью безопасных и устойчивых энергетических платформ на общественных дорогах. 

«Беспроводная дорожная система зарядки революционирует использование электромобилей благодаря возможности продлить заряд аккумулятора без необходимости останавливаться и подключаться к зарядной станции», - комментирует Мишель. «Также такая зарядка уменьшит беспокойство, связанное с запасом хода электромобилей.» 

Министерство энергетики США оценило ситуацию еще в 2012 году и отметило дополнительную выгоду от снижения потребности в избыточном хранении энергии на борту транспортного средства.

С точки зрения удобства, возможность беспроводной зарядки в движении, вероятно, окажет влияние на всех водителей электромобилей, особенно в периоды пиковой нагрузки. Когда миллионы электромобилей начнут выезжать на автомагистрали, зарядка в движении поможет сократить время ожидания на стационарных зарядных станциях. 

Система беспроводной зарядки электромобилей от Electreon

Будущее зарядных станций (как стационарных, так и позволяющих заряжаться в движении) начинает принимать очертания, и израильская компания Electreon, разрабатывающая решения для беспроводной зарядки, - один из важных игроков на этом рынке.

В 2020 году Electreon построил систему беспроводной зарядки в движении в Тель-Авиве. Они же построили демонстрационные площадки в Мичигане и в Швеции и теперь активно развиваются в Германии. Строительство системы зарядки в дорожном полотне в городе Балинген – это первый подобный проект в Германии.

Проект является результатом сотрудничества с концерном EnBW (энергетика и инфраструктура в земле Баден-Вюртемберг). Он будет включать в себя один километр проезжей части, а также две стационарные системы зарядки на остановках по маршруту автобуса.

«Технология будет развернута в городе Балинген в два этапа», — объясняют представители Electreon. «На первом этапе будет построена 400-метровая трасса с двумя стационарными зарядными станциями. На втором этапе электрическая дорога будет продлена еще на 600 метров. В рамках проекта будет заряжаться электробус, следующий по городскому маршруту.»

«EnBW уже провели тестирование беспроводной системы зарядки на специально построенном участке дороги в ее учебном центре в городе Карлсруэ. Видимо, им нравится то, что они видят: Electreon получит до 3,2 млн евро на новый проект.»

Максимилиан Арнольд , руководитель проекта в EnBW, ясно дает понять, что летать по автобану на максимальной скорости с нулевым уровнем выбросов невозможно, по крайней мере, в ближайшем будущем. Однако если демонстрационный проект Балинген сработает, он станет первым из многих.

Ближайшая цель — сделать «беспроводную зарядку технически пригодной для немецкого общественного транспорта», — заявил он в пресс-релизе. «Для этого нам также придется убедить властей, операторов энергетических сетей, автобусных операторов и широкую общественность в перспективах такой зарядки.»

Кроме того, Electreon планирует использовать проект Balingen для разработки нового инструмента, который поможет специалистам по планированию общественного транспорта выбирать оптимальное место для беспроводной инфраструктуры на различных маршрутах, избавляя их от необходимости заново изобретать велосипед для каждого нового проекта.

Широкие возможности беспроводной зарядки электромобилей

Если у кого-то остаются сомнения в возможностях беспроводной зарядки электромобилей, SAE (американское Общество автомобильных инженеров) стремится развеять их.

Ранее на этой неделе SAE опубликовало новый отчет с технической информацией, который «прокладывает путь к зарядке автомобилей HD [тяжелой грузоподъемности] без необходимости подключения к розетке», - это считается ключевым фактором для ускорения внедрения электромобилей и автономных транспортных средств.

Отчет SAE TIR J2954/2 Wireless Power Transfer & Alignment for Heavy Duty Applications следует за отчетом 2020 года, где разрабатывались стандарты для легковых автомобилей.

«SAE TIR J2954/2 экспоненциально увеличивает уровень мощности беспроводной передачи энергии для большегрузных транспортных средств», — пояснила организация в пресс-релизе.

 «Для зарядки большегрузного электромобиля нужно будет просто запарковаться в правильном месте — руководство по беспроводной зарядке SAE TIR J2954/2 позволяет делать это автоматически», — подчеркнул Джесси Шнайдер, руководитель целевой группы SAE по беспроводной передаче энергии и генеральный директор ZEV Station.

Как это работает?

SAE также объясняют, как работает технология бесконтактной зарядки.

«Энергия передается путем создания магнитно-резонансного поля между наземным передающим узлом и узлом транспортного средства, установленным на днище грузовика. Энергия проходит через воздушный зазор (дорожный просвет между приемниками) и затем преобразуется из переменного тока в постоянный на самом транспортном средстве для зарядки автомобильных аккумуляторов», — поясняет SAE, добавляя, что беспроводная зарядка безопасна и энергоэффективна.

«Полевые испытания с использованием 250 мм дорожного просвета показало, что системы бесконтактной зарядки работают с эффективностью обычного контактного подключения к сети - 92+%», — отмечают они.

Что касается зарядки на дороге, Шнайдер заявляет, что «технологии J2954/2 обеспечивают динамическую беспроводную передачу энергии, что позволяет осуществлять зарядку во время движения на обычной скорости».

«Это позволяет совершить прорыв в области беспроводной зарядки электромобилей большой грузоподъемности, устанавливая стандарты для транспортных средств, мест и частоты зарядки».

Мощь автопарка

Много внимания потрачено на то, чтобы убедить пользователей личных автомобилей поддержать переход на электромобили, но, как подчеркивает SAE, важным фактором декарбонизации будет перевод на электрические транспортные средства предприятий, имеющих целые автопарки, например, Почтовую службу США.

SAE описывает беспроводную зарядку электромобилей как способ изменить мышление менеджеров автопарков, поскольку она сводит логистику зарядки электромобилей к простому вождению по дороге или парковке в нужном месте.

Что касается зарядки в движении, SAE договаривается с Министерством энергетики США о привлечении менеджеров автопарков. Беспроводная зарядка на ходу позволит автопроизводителям уменьшить размер аккумуляторных батарей. Это может не иметь существенного значения для легковых автомобилей, но для менеджеров автобусного и грузового парка привлекательность будет состоять в том, чтобы избежать ненужных простоев, при одновременном снижении стоимости транспортного средства и высвобождении большего грузового пространства.