فناوری جاده هوشمند کوالکام برای شارژ خودروهای الکتریکی

آیا نگرانی‌های مربوط به محدوده رانندگی به پایان می‌رسد؟ آیا این رویای غیرممکن به واقعیت می‌پیوندد؟

شارژ بی‌سیم خودروهای الکتریکی از طریق جاده ممکن است همه این نگرانی‌ها را تمام کند و به آرزوها رنگ واقعیت ببخشد. در یک روز طوفانی از ماه مه ثابت شد که این آرزو از لحاظ فنی امکان‌پذیر است. در آن روز، در یک مسیر آزمایش ۱۰۰ متری واقع در پادگان سابق ارتش فرانسه در نزدیکی پاریس امکان تحقق این آرزو تست شد. دو اتومبیل الکتریکی ون رنو کانگو هر کدام توانستند در هنگام حرکت با سرعت ۱۰۵ کیلومتر بر ساعت، ۲۰ کیلووات برق از پدهای شارژ القایی در جاده دریافت کنند. این انرژی برای پوشش نیرو محرکه و کنترل هوای داخل خودرو در حالت شارژ آرام باتری‌ها، کافی است (در سرعت‌های پایین، شارژ بیشتری امکان‌پذیر است).

کوالکام، غول سیستم‌های بی‌سیم و مخابرات، این فناوری را براساس سیستم شارژ القایی هالو استاتیک خود طراحی کرده است که در هنگام پارک کردن خودرو کار می‌کند. Halo پدهایی به اندازه لپ تاپ دارد که در کف و چرخ‌های خودرو نصب می‌شود. این سیستم توانست قدرت شبکه را تا ۸۰۰ ولت DC برساند. هنگامی که پدها هم تراز می‌شوند، سیستم یک میدان مغناطیسی AC ایجاد می‌کند که با سرعت ۸۵ کیلوهرتز تغییر می‌کند. پس از آن خودرو این تغییر را به ولتاژ باتری DC (اغلب ۴۰۰ ولت) تبدیل می‌کند. فضای بین پدها شبیه یک اجاق مایکروویو ضعیف است، بنابراین سیستم‌های استاتیک قابلیت تشخیص اشیاء را دارند، و اگر چیزی زیر ماشین برود یا شیئی فلزی به پد برخورد کند که ارتباط پدها را قطع کند، سیستم را خاموش می‌کنند. این یک رویای فانتزی آینده نیست، این سیستم یکی از گزینه‌های مورد انتظار در نسل بعدی مرسدس بنز هیبریدی S-Class است.

نرخ شارژ القایی می‌تواند برای کاربردهای مشخصی طراحی شود. ۳.۷ کیلو وات برای PHEVها و تا ۲۵۰ کیلووات برای اتوبوس‌های بزرگ. کارایی انرژی انتقال یافته از طریق پد بیش از ۹۰ درصد است؛ تلفات اضافی سیستم در تبدیل‌های ولتاژ رخ می‌دهد (همانند شارژرهای سیمی)، و غیر از این تلفات بیشتری هم در سیستم پویا وجود دارد. شارژ بی‌سیم پویا به همان شیوه‌ شارژرهای سیمی کار می‌کند به جز اینکه در اینجا با یک خودروی در حال حرکت و تعداد بسیار زیادی پدهای نصب شده در وسط خطوط جاده‌ای سروکار داریم.

جاده تست کوالکام دارای چهار تکه ۲۵ متری است که به طور مستقل ساخته شده‌اند و شامل ۱۴ بلوک شبکه مبتنی بر آرایه (BAN) هستند که به صورت مغناطیسی به یک کابل استحکام وصل می‌شوند. دنده‌های ارتباطی، شناسایی خودرو را برای صدور شارژ تأیید می‌کند، و سپس بلوک‌های BAN به طور پیوسته، در مدت ۳ میلی‌ثانیه پس از تشخیص خودرو انرژی می‌فرستند و بلافاصله پس از عبور خودرو خاموش می‌شوند. جاده آزمایش می‌تواند ۲۰ کیلووات به دو خودرو که با سرعت بزرگراهی حرکت می‌کنند، تحویل دهد. البته در صورتی که حدود ۲۵ متر باهم فاصله داشته باشند و در وسط خطوطی با فاصله ۸ اینچ حرکت کنند.

مسیر آزمایش می‌تواند خودروهای نزدیک‌تر از این فاصله را هم شارژ کند، اما با نرخ پایین‌تر و نه به اندازه خودروهایی که دقیقا در بین خطوط هستند. کانگوهای مورد آزمایش هر دو دارای دو پد گیرنده ۱۰ کیلوواتی، هر کدام در جلو و عقب هستند، که در فاصله ۶.۸ اینچی نسبت به صفحات پایه عمل می‌کنند. هدف این پروژه آزمایشی راندمان ۸۰ درصدی سیستم شارژ کامل در حرکت است و به نظر می‌رسد تا رسیدن به این هدف راه چندانی نمانده باشد.

کوالکام امیدوار است که بتواند به طور گسترده‌ای مجوز فناوری شارژر استاتیک خود را بگیرد، تا ناوگان زیاد خودروهای قابل شارژ بتوانند باعث تحریک سرمایه‌گذاری زیربنایی در این حوزه شوند. به لحاظ استراتژیک اتصالات برخی جاده‌های شریانی بزرگراهی و بین شهری و بین ایالتی می‌تواند بدون اضطراب از محدوده رانندگی با باتری‌های خودروهای الکتریکی، کاهش یابد.

پیش‌بینی هزینه‌های ساخت چنین جاده‌هایی هنوز انجام نشده است، گرچه هزینه‌های عوارض استفاده از جاده یا بزرگراه و انرژی برخی از هزینه‌های ساخت این فناوری را جبران می‌کند. به نظر می‌رسد این فناوری برای خودروهای کاملا خودمختار آینده مناسب است؛ این ساده‌ترین و کارآمدترین راه برای شارژ خودروهای روبوالکتریکی است.

گالری تصاویر

ویدئو

لینک دانلود