Наука и жизнь Транспорт

В будущем электромобилям зарядка не потребуется

На сегодняшний день мировая автомобильная промышленность оценивается в 2 триллионна долларов. А электрические и гибридные автомобили составляют менее 1% от объема продаж. При этом компания UBS прогнозирует, что в 2018 году на электромобили будет небывалый спрос, ведь стоимость таких машин падает и уже сейчас может быть примерно равна аналогичным бензиновым моделям, а в скором времени станет даже ниже из-за более простого производства.

Но у всех электрических автомобилей есть один существенный недостаток: они электрические… Да-да, во многом электрифицированные автомобили — это сплошные плюсы. Но один существенный недостаток до сих пор не дает никому покоя: такие автомобили надо постоянно заряжать, длится это довольно долго, а если продолжительное время не использовать автомобиль, то его батареи со временем значительно теряют в свойствах.

Исследователи из Стэнфордского университета только что сделали шаг по направлению к решению этой проблемы. Команда исследователей описала новый метод, который беспроводным путем передает электричество движущемуся объекту в пределах близкого расстояния. Такая беспроводная передача основана на использовании магнитно-резонансной связи.

Переменное магнитное поле в катушке передатчика заставляет электроны в катушке приемника осциллировать, при этом лучшая эффективность передачи возникает, когда обе катушки настроены на одну и ту же частоту и расположены под определенным углом.

Передача электричества осложняется, пока объект движется. Чтобы обойти необходимость непрерывной ручной настройки, команда Стэнфорда удалила радиочастотный источник в передатчике и заменила его усилителем напряжения и резистором обратной связи.

Система сама калибрует себя на требуемую частоту для разных расстояний. Используя эту систему, исследователи смогли беспроводным образом передавать заряд в один милливатт на движущуюся светодиодную лампочку в 91 сантиметре от катушки-источника. Ручная настройка не требовалась и эффективность передачи оставалась стабильной.

Разумеется, один милливатт — это крайне малое значение. Современные электромобили потребляют десятки киловатт. Но благодаря тому, что удалось достичь хотя бы таких значений, исследователи могут наращивать и мощность. Используемый в данном тесте усилитель общего назначения имеет КПД около 10%, но изготовленные усилители на заказ смогут вырабатывать уже по 90% КПД.

Профессор электротехники и старший автор исследования Шанхуй Фэн счтает, что, по меньшей мере, теоретически такая зарядка позволит ездить на электромобилях неограниченное время, совсем не останавливаясь для подзарядки. Катушка в нижней части автомобиля может получать электричество от серии катушек, установленных на дорожном полотне и подключенных к электросети.

Разумеется, установка таких катушек в дорожную инфраструктуру понесет огромные затраты и они точно не рациональны, пока электромобилей, движущихся по дорогам, не будет хотя бы 50%. Но при этом. чем проще заряжать автомобиль, тем большее количество людей с удовольствием променяли бы бензиновые и дизельные моторы на электрические.

К лову, данная технология может быть использована не только для автомобилей. Такая беспроводная подзарядка подойдет, например, для заводов с роботами, которые могу перемещаться по огромным цехам, постоянно работая и получая необходимое количество электроэнергии.

Поделиться с миром: