Электромобили должны заряжаться на ходу, но как?

25 Июня 2017 в 21:00, Илья Хель 12 547 просмотров 27

Мировая автомобильная промышленность стоит 2 триллиона долларов, но на электрические и гибридные автомобили в настоящее время приходится меньше 1% от этого числа. Тем не менее эксперты предсказывают взрыв в отношении к электрическим автомобилям, или просто электромобилям. Компания UBS прогнозирует, что спрос на электромобили достигнет поворотной точки в 2018 году, поскольку их стоимость будет снижаться и в конечном счете опустится ниже стоимости обычных автомобилей с двигателем внутреннего сгорания (в том числе и за счет затрат на них). В Китае наблюдали 53-процентное увеличение продаж электромобилей с 2015 по 2016 год, а Индия планирует продавать только электромобили к 2030 году.

И даже если они будут доступными, даже если они не так сильно будут отравлять воздух, электромобили будут иметь одно основное ограничение… они будут электрическими. Электрика работает на батарейках, аккумуляторах, а если батареи не заряжать, они умирают.

Tesla Model 3 сможет пройти 350 километров на одной зарядке, а новый Chevy Bolt — 400. Это не такие уж малые расстояния, особенно по сравнению с 50-километровым диапазоном пробега Volt три года назад. Несмотря на это, когда аккумулятор электромобиля иссякает, на его зарядку требуются часы.

Исследователи из Стэнфордского университета только сделали шаг к решению этой проблемы. В статье, опубликованной на прошлой неделе в Nature, команда описала новый метод беспроводной передачи электричества движущемуся объекту в пределах близкого расстояния.


Беспроводная передача энергии работает с использованием 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.

Это затрудняет передачу электричества, если объект движется. Чтобы обойти необходимость непрерывной ручной настройки, команда из Стэнфорда удалила радиочастотный источник в передатчике и заменила его усилителем напряжения и резистором обратной связи.

Система калибрует себя на требуемую частоту для разных расстояний. Используя эту систему, ученые смогли беспроводным образом передать милливаттный заряд электричества движущейся светодиодной лампочке в метре от нее. Никакой ручной настройки не требовалось, и эффективность передачи оставалась стабильной.

Один милливатт — это, конечно, далеко не десятки киловатт, потребляемых электромобилем. Но теперь, когда стало понятно, что усилитель справляется, команда работает над наращиванием количества электроэнергии, которое может быть передано с использованием этой системы.

Выключение самого усилителя может иметь большое значение — для этого теста инженеры использовали усилитель общего назначения с КПД около 10%, но изготовленные на заказ усилители могут повысить эффективность до более чем 90%.

Потребуется некоторое время, прежде чем электромобили начнут заряжаться во время движения по шоссе, однако именно такое будущее предвидят эксперты по энергетике.

«В теории, можно будет двигаться неограниченно долго, даже не останавливаясь на подзарядку», говорит Шанхуй Фан, профессор электрической инженерии и главный автор исследования. «Есть надежда на то, что вы сможете заряжать свой электромобиль, двигаясь по шоссе. Катушка на дне транспорта будет получать электричество от катушек, подключенных к энергопроводу в самом полотне дороги».

Внедрение линий электропередачи в дороги по определению будет крупным инфраструктурным проектом, и нет никакого смысла производить его, пока электромобили не появятся на каждом углу. Когда электромобили будут представлять хотя бы 50% транспорта на дорогах или больше. Но если зарядка упростится, больше водителей перейдут на электричество.

Tesla уже немного упростила владение электромобилем, вкладывая значительные средства в свою сеть Supercharger. В настоящее время по всему миру имеется 861 станция Supercharger с 5655 зарядными местами, и они продолжают строить. Станции бесплатно заряжают транспортные средства Tesla за полчаса-час.

Вскрытие дорог для встраивания линий электропередач, которые могут заряжать автомобили во время движения, кажется ненужным, потому что распространяются другие технологии. Но по мере того, как электромобили будут становиться все популярнее, водители будут ждать от них максимально плавного опыта, который может и будет включать отсутствие необходимости останавливаться, чтобы зарядить автомобиль.

Несмотря на значительные препятствия, зарядка электромобилей на ходу от команды Стэнфордского университета имеет удивительные перспективы и потенциал. Не в последнюю очередь она может найти применение в сотовых телефонах и персональных медицинских имплантатах. Возможно, с ее помощью роботы избавятся от проводов.

Электромобили должны заряжаться на ходу, но как?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

27 комментариев

  1. agnostik

    Изобретут беспроводной троллейбус )) не приживется !

  2. elizium

    Зарядок понадобится немыслимое количество от числа нынешних заправок. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  3. provokator

    UBS здесь. Здесь все... (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  4. vallinoranor

    у нас дороги с катушками давно установлены, только их выкапывают и сдают на цветмет. враги государства. в итоге у нас дороги все в ямах. пруф из первого канала

    • 0.5l

      vallinoranor, сказки рассказываете. такое было при советском союзе.
      сейчас, ввиду режима жестких экологических требований евро 7 - ждут, когда ямы приобретут нужную геометрию в естественных условиях

  5. b573oy1

    Сменные блоки батарей. Заезжаешь на электрозаправку, в меню выбираешь необходимый тебе блок батарей (как в макдоналдсе при самостоятельном выборе), и узбек на тележке выкатывает тебе то что нужно, а твои батареи забирает и отвозит на зарядку. Если процесс автоматизировать/роботизировать, то затраченное время будет в разы меньше чем при обычной заправке. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  6. amd212

    машина жрёт 200 Ватт час на километр. Берём для простоты 100. Скорость 60 кмч или 1 км минута. 200 Ватт часов в минуту = 6 КВтЧ мощность сигнала только на одну машину.
    Проверяем не ошиблись ли. Тесла на одной батарее непрерывно бежит 5 часов. Умножаем 5 на 6 получаем 30 КВт Часов. У Теслы 90 КВтЧ. Т.е. да - не ошиблись.
    Вывод: не взлетит.

  7. VremeniNesyshestvuet

    У меня электро скутер это куда доступнее и акб не так дорог ! Правда за два года потрял 50 проц емкости ! Все уперается в новые акб их цену и недолговечность !

  8. serikastana

    Не учли один момент: кто будет платить за электроэнергию если все машины будут заряжаться на ходу? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • VremeniNesyshestvuet

      serikastana, Понятно что при Капетализме когда пытаются продать даже воздух эта техника не выгодна в массовом потреблен ! Да гонево это про зарядку на ходу

    • mr Vanya

      serikastana, Все и будут платить ... от километража + мощность двигателей.

  9. mr Vanya

    От милливатта до киловатта 6 порядков (10^6).
    Выглядит неправдоподобно.

  10. toge

    влияние полей на биологические объекты изучали? люди ладно, а лягушки с пчелами сразу вымрут (

  11. vokson1206

    Электромотор Теслы в среднем потребляет 18 КВт/ч. Батарея-80 КВт, реальный запас хода при скорости 90 км/ч - 400 км. Если в автомобиль установить Стирлинг двигатель-генератор мощностью 20 КВт , то не требуется никакой зарядки,автомобиль автономный. При этом Стирлинг-суперэкологичный двигатель в отличии от обычных (не зелёных) технологий производства электроэнергии. И КПД около 40%,а у ДВС- 26%. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  12. vokson1206

    Электромотор Теслы в среднем потребляете 18 КВт/ч, при ёмкости батареи 85 КВт/ч запас хода,при скорости 90 км/ч составляет 4 часа. Если в автомобиле установить Стирлинг двигатель-генератор мощностью 20 КВт,то не потребуется никакой подзарядки. Потребление топлива 2 л на 100 км, супер-экологично в отличии от обычных технологий производства электроэнергии. КПД Стирлинга около 40%, а у ДВС- 27. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • agnostik

      vokson1206, КПД водородного топливного элемента — 45 % и более. Во время испытаний автобуса на водородных топливных элементах канадской компании Ballard Power Systems был продемонстрирован КПД в 57 %.

  13. iron

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.