Η τεχνολογία που θα επιτρέπει στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα να φορτίζουν την μπαταρία τους εν κινήσει, θα μπει σε παραγωγή την επόμενη δεκαετία.
Ο «ηλεκτρικός δρόμος του μέλλοντος» μπορεί να γίνει πραγματικότητα ακόμα πιο σύντομα, όμως οι κατασκευαστές αυτοκινήτων θα πρέπει να σχεδιάσουν τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα (EV) της επόμενης γενιάς έτσι ώστε να ενσωματώνουν «ταπέτα» επαγωγικής φόρτισης.
Παράλληλα, οι εταιρείες οδοποιίας θα πρέπει κι αυτές να εγκαταστήσουν μεγάλο αριθμό τέτοιων ταπέτων κάτω από το οδόστρωμα ώστε η όλη ιδέα να γίνει πραγματικότητα.
«Ίσως τα 10 χρόνια να είναι μια καλή εκτίμηση για την εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας», λέει η Virginie Maillard, αρχιμηχανικός EV στη Renault. «Πρέπει να σχεδιάσουμε τα αυτοκίνητα, αλλά και το οδικό δίκτυο που θα τη δέχεται».
Το Renault Zoe της τρίτης γενιάς, για παράδειγμα, αναμένεται να μπει στην αγορά στα μέσα της δεκαετίας του 2020, και η Renault θα έχει την ευκαιρία να το προετοιμάσει για την επαγωγική φόρτιση του μέλλοντος. Η τεχνολογία της επαγωγικής φόρτισης ήδη εξετάζεται σε μια ειδικά κατασκευασμένη πίστα κοντά στο Παρίσι, όπου χρησιμοποιούνται βανάκια Renault Kangoo ZE και εξοπλισμός ασύρματης επαγωγικής φόρτισης Qualcomm Halo (βλ. video κάτω). H Qualcomm, μια τεράστια αμερικανική εταιρεία τεχνολογίας, είναι πιο πολύ γνωστή για τον σχεδιασμό μικροτσίπ κινητών τηλεφώνων.
Η Qualcomm θα εξελίξει την τεχνολογία και θα πουλήσει την άδεια παραγωγής της σε έναν μεγάλο κατασκευαστή εξαρτημάτων και συστημάτων “Tier 1”, ο οποίος θα την βάλει στην αγορά. Κάθε μονάδα που θα πουλιέται θα φέρνει στην Qualcomm χρήμα από τα δικαιώματα.
Το σύστημα φόρτισης λειτουργεί με βάση την αρχή των επαγωγικών ρευμάτων – την ίδια δηλαδή που χρησιμοποιεί μια ηλεκτρική οδοντόβουρτσα για να φορτίσει. Ένα ηλεκτρικό πηνίο είναι θαμμένο κάτω από το οδόστρωμα, και όταν ένα αυτοκίνητο εφοδιασμένο με ένα άλλο πηνίο περάσει από πάνω, το πηνίο του δρόμου δημιουργεί ρεύμα εξ επαγωγής στο πηνίο του αυτοκινήτου. Το ρεύμα τροφοδοτεί την μπαταρία και την κρατάει φορτισμένη.
Αν και το αυτοκίνητο περνάει πάνω από το ταπέτο του δρόμου σε κλάσμα του δευτερολέπτου, μπορεί να μεταφερθεί εξ επαγωγής ηλεκτρική ισχύς έως και 20 kW, αν η ταχύτητα του αυτοκινήτου είναι μέχρι 100 km/h. Τόση είναι περίπου και η ισχύς που χρησιμοποιεί το EV όταν ταξιδεύει.
Οι μηχανικοί της Qualcomm υποστηρίζουν ότι μπορεί να μεταφερθεί σε ένα EV αρκετή ενέργεια για να το κινείμε την ταχύτητα αυτή χωρίς να αδειάζει η μπαταρία του. Οπότε, μπορεί η μπαταρία να διατηρεί ενέργεια ώστε να χρησιμοποιηθεί σε άλλα μέρη όπου δεν θα υπάρχει υποδομή επαγωγικής φόρτισης.
Τελικά, ένα ολόκληρο οδικό δίκτυο μπορεί να εφοδιαστεί με επαγωγικά ταπέτα, επιτρέποντας έτσι στα EV να καλύπτουν μεγάλες αποστάσεις χωρίς να περιορίζονται από τη χωρητικότητα της μπαταρίας τους. Έρευνες δείχνουν ότι, αν 250 μέτρα σε κάθε χιλιόμετρο δρόμου είναι εφοδιασμένα με πηνία επαγωγικής φόρτισης, ένα EV θα μπορεί να ταξιδεύει χωρίς να εξαντλεί τα ηλεκτρικά του αποθέματα.
Οι δοκιμές στη Γαλλία θα εξετάσουν όλες τις ακραίες συνθήκες λειτουργίας, όπως η περίπτωση της βροχής, αυτή όπου τα αυτοκίνητα θα περνούν έκκεντρα (έως και κατά 50%) πάνω από τα πηνία, εκείνη των διακυμάνσεων στην παροχή του ρεύματος και βέβαια θα εξεταστεί και η αντοχή των εξαρτημάτων σε μακρόχρονη λειτουργία.
Η Qualcomm έχει ήδη προγραμματίσει το ασύρματο σύστημα έτσι ώστε να μειώνεται η παροχή ισχύος στα 5 kW όταν η κυκλοφορία είναι αργή, σε ρυθμό σταμάτα-ξεκίνα.
Η Renault θα ερευνήσει επίσης την ενσωμάτωση και την αντοχή των πηνίων, καθώς κι ενός «μαύρου κουτιού» που απαιτείται για την εξομάλυνση του σήματος του επαγωγικού ρεύματος ώστε να ταιριάζει στο ηλεκτρικό σύστημα των αυτοκινήτων της δοκιμής.
1. Το «μαύρο κουτί» ελέγχου στο αυτοκίνητο εξομαλύνει το σήμα του επαγωγικού ρεύματος 80 Hz.
2. To επαγωγικό «ταπέτο» κάτω από το οδόστρωμα είναι παρόμοιο με αυτό στο αυτοκίνητο. Μέσα έχει δύο πηνία από σύρμα “Litz” σε διάταξη «διπλού D».
3. Κάτω από το αυτοκίνητο βρίσκονται δύο επαγωγικά ελάσματα με πηνία από χάλκινο σύρμα “Litz”. Το σύρμα είναι μονωμένο για να εξασφαλίζεται καλή ποιότητα επαγωγικού ρεύματος.
4. Ηλεκτρονικό κουτί ελέγχου δίπλα στο δρόμο. Τα ευαίσθητα κυκλώματα είναι τοποθετημένα μέσα σε υδατοστεγές κουτί, πάνω από το έδαφος.
5. Κάθε πηνίο φόρτισης κάτω από το οδόστρωμα δίνει ενέργεια έως 22 kWh. Το επαγωγικό ρεύμα τροφοδοτεί την μπαταρία και στη συνέχεια τον ηλεκτροκινητήρα.
