Fot. BNET, Delphi

Wyposażony w baterie Li-Ion Elektryczny samochód z serii Maya

Delphi Automotive wspólnie z firmą WiTricity Corp., dostawcą technologii bezprzewodowego transferu energii, opracowały uniwersalny system „tankowania” samochodów hybrydowych i elektrycznych.

Współpraca pomiędzy obiema firmami może przyczynić się do stworzenia globalnej infrastruktury bardzo wygodnego i bezpiecznego uzupełniania zapasów energii w elektrycznych samochodach osobowych i użytkowych. W tym celu jednak stosunkowo proste elementy systemu muszą być powszechnie instalowane zarówno w maksymalnie gęstej i rozległej sieci stacji dokujących, jak i w samych pojazdach, co wymaga skoordynowanych działań ich producentów, a także powszechnej standaryzacji wykorzystywanych urządzeń.

Obecne infrastruktury energetyczne

W porównaniu z rozmaitymi, dotychczas stosowanymi rozwiązaniami ładowania akumulatorów w samochodach hybrydowych i elektrycznych ta nowa propozycja może okazać się rzeczywiście przełomową. Poza niedostateczną w większości krajów świata gęstością sieci ogólnie dostępnych punktów zasilania do głównych problemów coraz liczniejszych użytkowników tego rodzaju pojazdów należą obecnie: 

• brak kompatybilności interfejsów łączących pojazd z terminalem ładującym, co dotyczy zarówno kształtów wtyczek i gniazdek, jak też napięć stosowanych w poszczególnych systemach;
• długi czas doładowywania i konieczność nadzoru nad przebiegiem całego tego procesu od momentu podłączenia do rozłączenia kabla (najszybsze systemy potrzebują na to 20-30 minut, ale wymagają z tego powodu stosowania wysokich, czyli najmniej bezpiecznych napięć); 
• ograniczone (przestrzennie) możliwości równoczesnej obsługi kilku samochodów z jednego terminala;  
• różne systemy płatności za pobieraną energię elektryczną.

Systemowe terminale zasilające na parkingu (powyżej) i w garażu

Postęp techniczny w zakresie doskonalenia konstrukcji systemów akumulatorowych nie budzi nadziei na rychłe przezwyciężenie tych akurat trudności. Teoretycznie ładowanie akumulatorów pojazdu elektrycznego może trwać nawet kilka sekund, ale moc potrzebnych do tego urządzeń musiałaby osiągać wartość kilku megawatów (jak w średniej elektrowni!), co pod względem technicznym jest niby możliwe, lecz mało sensowne, a praw fizyki nie da się, niestety, zmienić.

Standardowa metoda uzupełniania zapasów energii elektrycznej

Istota systemu Delphi - WiTricity

Bezprzewodowe ładowanie akumulatorów zgodnie ze swą nazwą odbywa się bez jakichkolwiek gniazdek, kabli i wtyczek. Kierowca po prostu parkuje swój samochód nad silnym elektromagnesem umieszczonym na podłodze garażu lub wbudowanym w bruk parkingu i podłączonym do sieci prądu przemiennego. Podobny elektromagnes musi być zamontowany w podwoziu samochodu. Transfer energii między dwoma elektromagnesami odbywa się więc identycznie jak w każdym transformatorze. Napięcie w jego uzwojeniu pierwotnym jest jednakowe we wszystkich terminalach systemu, we wtórnym natomiast, czyli tym znajdującym się w samochodzie, może być dowolne, gdyż zależy wyłącznie od liczby zastosowanych zwojów. W pojeździe musi też znaleźć się prostownik umożliwiający ładowanie akumulatorów, ale to przy obecnym poziomie elektrotechniki i elektroniki nie nastręcza większych trudności.

Według wstępnych założeń ten bezprzewodowy system może już teraz transferować moc wynoszącą ponad 3300 W, co pozwala ładować akumulatory samochodu elektrycznego z podobną prędkością jak przy zastosowaniu największych klasycznych ładowarek podłączanych do gniazdek domowych instalacji 230 V z bezpiecznikami 16 A.

Jednak w tym wypadku ładowanie nie wymaga żadnych podłączeń, jest więc równie łatwe jak samo zaparkowanie samochodu w garażu lub na wyznaczonym miejscu parkingowym. Ładowarka zamontowana w pojeździe działa automatycznie, odłączając zasilanie po pełnym naładowaniu akumulatorów, ale jej pracę można też w dowolnym momencie przerwać, odjeżdżając z miejsca parkowania. Licznik inkasujący opłaty za pobraną energię mierzy prądy i czas ich przepływu w uzwojeniu pierwotnym, a te osiągają istotne wartości tylko podczas współpracy z mobilnym uzwojeniem wtórnym.

Uniwersalna, przewodowa ładowarka Delphi

Realizacja przedsięwzięcia

Udział Delphi w tworzeniu przedstawionego tu globalnego systemu ma polegać na jego upowszechnieniu wśród producentów pojazdów i na stworzeniu odpowiedniej infrastruktury na całym świecie. Firma ta może spożytkować w tym celu swą wiedzę i doświadczenie w dziedzinie integracji systemów E/E (elektryczno-elektronicznych), globalny zasięg swej inżynierskiej współpracy z przemysłem samochodowym, w tym także w zakresie tworzenia komponentów do samochodów hybrydowych i elektrycznych.

Zakłada się przy tym jednak, iż system ładowania bezprzewodowego będzie musiał istnieć obok rozwiązań tradycyjnych i być w stosunku do nich na tyle kompatybilny, by kierowcy samochodów elektrycznych mieli możliwość naładowania akumulatorów także wtedy, gdy znajdą się z dala od bezprzewodowych źródeł energii. W USA może to ułatwić produkowana już obecnie przez Delphi przenośna ładowarka do samochodów elektrycznych. Mieści się ona w bagażniku pojazdu i jest wyposażona w przyjazny dla użytkownika system wtyczek, umożliwiający jej podłączenie do każdego standardowego gniazda 120 V – zarówno w domu, jak i w podróży.

Tweet

Redakcja Miesięcznika Branżowego Autonaprawa