50 × 20: الشحن اللاسلكي للمركبات الكهربائية يصل إلى المعيار الرئيسي

أعلن باحثون في مختبر أوك ريدج الوطني في ولاية تينيسي مؤخرًا أنهم سجلوا رقمًا قياسيًا في الشحن اللاسلكي للمركبات الكهربائية. وصلت الملفات المغناطيسية لنظامهم إلى مستوى طاقة يبلغ 100 كيلووات. في الاختبارات التي أجريت في مختبرهم، أفاد الباحثون أن جهاز إرسال نظامهم يوفر طاقة كافية لجهاز استقبال مثبت على الجانب السفلي من سيارة Hyundai Kona EV لتعزيز حالة الشحن في بطارية السيارة بنسبة 50 بالمائة (ما يكفي لحوالي 150 كيلومترًا من المدى) في أقل من 20 دقيقة.

يقول دوك مينه نغوين، الباحث المشارك في مختبر نظرية الاتصالات بجامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (KAUST) في المملكة العربية السعودية: “إنه أمر مثير للإعجاب”. نجوين هو المؤلف الرئيسي للعديد من الأوراق البحثية حول الشحن اللاسلكي الديناميكي، بما في ذلك بعض الأبحاث المنشورة عندما كان يعمل للحصول على درجة الدكتوراه في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية.

وفي غضون 15 دقيقة، “يمكن للبطاريات أن تستهلك طاقة كافية للقيادة لمدة ساعتين ونصف أو ثلاث ساعات أخرى – في الوقت المناسب تمامًا للتوقف مرة أخرى.”
– عمر أونار، مختبر أوك ريدج الوطني

يمثل إعلان Oak Ridge أحدث إنجاز في العمل على الشحن اللاسلكي الذي يعود تاريخه إلى أكثر من عقد من الزمان. مثل IEEE الطيفأعلنت شركة WiTricity، التي يقع مقرها الرئيسي في ووترتاون بولاية ماساتشوستس، في عام 2018، عن شراكة مع شركة تصنيع سيارات غير محددة لتثبيت أجهزة استقبال الشحن اللاسلكي على سياراتها الكهربائية. ثم في عام 2021، كشفت الشركة أنها تعمل مع Hyundai لتزويد بعض سيارات Genesis GV60 EVs بالشحن اللاسلكي. (في أوائل عام 2023، ضجيج السيارات ذكرت أنها قامت باستخلاص الأوراق التي تشير إلى خطط هيونداي لتزويد سيارتها Ionic 5 EV بقدرة الشحن اللاسلكي.)

وقالت WiTricity إن الخطة كانت تتمثل في تزويد المركبات الكهربائية بقدرة الشحن بالرنين المغناطيسي، بحيث إذا كانت هذه السيارة متوقفة فوق لوحة شحن ثابتة مثبتة في مرآب السائق، على سبيل المثال، فإن البطارية ستصل إلى الشحن الكامل بين عشية وضحاها. بحلول عام 2020، لاحظنا أنه تم التوصل إلى شراكة بين جاكوار، وMomentum Dynamics، ومشغل سيارات الأجرة في Nordic Cabonline، وشركة الشحن Fortam Recharge. شرعت هذه المجموعة في تجهيز 25 سيارة رياضية متعددة الاستخدامات من طراز Jaguar I-Pace بأجهزة استقبال الشحن الاستقرائي من Momentum Dynamics. تم تصميم أجهزة الاستقبال والإرسال، التي تتراوح قدرتها بين 50 إلى 75 كيلووات، بحيث تتلقى أي سيارة أجرة مجهزة خصيصًا طاقة كافية لمسافة 80 كيلومترًا من خلال قضاء 15 دقيقة فوق الملفات المنشطة المدمجة في الرصيف أثناء سير السيارة عبرها. طابور سيارة أجرة. الآن، وفقًا لـ Oak Ridge، فإن نفس مقدار وقت الشحن تقريبًا سينتج حوالي 1.5 مرة من هذا النطاق.

يعترف فريق البحث في أوك ريدج بأن تركيب منصات الشحن اللاسلكي أمر مكلف، لكنهم يقولون إن الشحن اللاسلكي الديناميكي والثابت يمكن أن يلعب دورًا مهمًا في توسيع البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية.

يمكن للوحة إرسال الرنين المغناطيسي هذه شحن مركبة كهربائية مزودة بجهاز استقبال مناسب لاسلكيًا.مختبر أوك ريدج الوطني

يتصور عماد أونار، أحد موظفي البحث والتطوير في مجموعة إلكترونيات الطاقة والآلات الكهربائية في أوك ريدج وعضو في الفريق الذي طور أحدث إصدار من نظام الشحن اللاسلكي، أن الإصدارات الثابتة من أنظمة الشحن اللاسلكي هذه مفيدة حتى لمحركات الأقراص الممتدة على الطرق السريعة. ويتخيل أن يتم وضعها تحت قسم من أماكن وقوف السيارات المميزة بشكل خاص والتي تسمح للسائقين بالتوقف وبدء الشحن دون الحاجة إلى توصيل الكهرباء. “الروتين المعتاد – التزود بالوقود، واستخدام الحمام، وتناول القهوة أو وجبة خفيفة عادة ما يستغرق حوالي 15 دقيقة أو أكثر”. أكثر. وفي هذه الفترة الزمنية، يمكن للبطاريات أن تستهلك طاقة كافية للقيادة لمدة ساعتين ونصف أو ثلاث ساعات أخرى، في الوقت المناسب تمامًا للتوقف مرة أخرى. والأكثر من ذلك، يقول أونار، إنه وزملاؤه ما زالوا يعملون على تحسين النظام بحيث ينقل الطاقة بكفاءة أكبر من النموذج الأولي الذي بنوه في مختبرهم.

وفي الوقت نفسه، قامت شركة Electreon الإسرائيلية بالفعل بتركيب طرق مكهربة لمشاريع تجريبية في السويد والنرويج وإيطاليا ودول أوروبية أخرى، ولديها خطط لمشاريع مماثلة في الولايات المتحدة. وجدت الشركة أنه من خلال تركيب نقطة شحن لاسلكية ثابتة في أحد طرفي طريق الحافلات بالقرب من جامعة تل أبيب (أول مشروع حقيقي لها)، تمكنت الحافلات الكهربائية العاملة على هذا الطريق من نقل الركاب ذهابًا وإيابًا باستخدام بطاريات ذات بطارية واحدة. -عاشر سعة التخزين التي كانت تعتبر ضرورية في السابق. البطاريات الأصغر تعني مركبات أرخص. علاوة على ذلك، يقول نجوين، إن شحن البطارية على فترات قصيرة على مدار اليوم بدلاً من استنزافها وملئها بشحن لمدة ساعة، على سبيل المثال، في محطة الشحن الفائق، يزيد من عمر البطارية.