En dag vil flåder af delte autonome biler transportere passagerer hurtigt rundt i byer, hente dem og droppe dem uden behov for parkeringspladser, garager eller endda personlige køretøjer. Men uden et sted at sidde og oplade eller tid til at gøre det, mens de enkelte ejere er på arbejde eller hjemme i søvn, hvordan får disse køretøjer den energi, de har brug for til at udføre deres job? Hvem vil fodre robotbilerne?
”Der er ingen, der tilslutter dem. Der er ingen driver. De skal være i stand til at gå på efterspørgsel, oplade sig, når batterierne bliver lave, ”siger Alex Gruzen, administrerende direktør for det Massachussetts-baserede trådløse opladningsfirma WiTricity.
I løbet af de sidste otte år har WiTricity flyttet sin forretningsmodel fra forbrugerelektronik og telefonopladere til næsten udelukkende at fokusere på spørgsmålet om, hvordan vi driver biler. Svaret indeholder ifølge Gruzen strøm transmitteret gennem luften via et system indbygget i bybilledet. Mod den eventuelle ende har WiTricity samarbejdet med BMW om at frigive det første forbrugerklare fjernopladningssystem til et elektrisk køretøj.
Denne type opladning, der sker via en proces kaldet magnetisk resonans, går tilbage til midten af 2000'erne, da Marin Soljačić, WiTricitys grundlægger og en MIT fysikprofessor, besluttede at opfinde en bedre måde at oplade en telefon på. Han eksperimenterede med adskillige måder at bevæge energi på, inklusive radiofrekvens, ultralyd og endda induktion, før han slog sig ned med magnetisk resonans som den bedste kombination af effektivitet og bekvemmelighed. Han anmodede om et patent i 2006, som han i sidste ende modtog i 2010, og startede WiTricity i 2007 for at hjælpe mobiltelefonbranchen med at gøre opladningsmåtterne kompatible med nogle telefoner. (Du kan endda købe en fra Tesla, selvom virksomheden endnu ikke har annonceret nogen planer om at oplade deres biler på denne måde.)
Resonans er ikke unik for elektrisk opladning; det er det samme fænomen, der beskriver svingningerne hos et barn på en sving og dets overgang frem og tilbage mellem potentiel og kinetisk energi. En forælder, der skubber, eller et barn, der pumper, kan bidrage med energi til systemet - men kun hvis de bevæger sig i den rigtige frekvens og i den rigtige retning. Tilsvarende kan en elektromagnetisk spole overføre energi til en anden, forudsat at de er i samme retning og resonerer ved en matchende frekvens.
Efterhånden som årene gik, samarbejdede WiTricity - den eneste licensindehaver af teknologien - med flere og flere virksomheder for at udvikle den. Mange var rettet mod forbrugerelektronik, men Toyota licenserede den til Prius-hybrid og investerede til sidst i WiTricity, og Honda, Hyundai, Nissan og GM arbejdede alle på prototyper. BMWs 2018 530e iPerformance er dog den første til at ramme markedet og tilbyder en luksuspakke med en trådløs opladningsmåtte til tyske købere (med planer om frigivelse i USA, England, Japan og Kina) til omkring 3.000 euro.
Men 530e er en hybrid, påpeger Dominique Bonte, en bilindustrianalytiker med ABI Research. Det har et lille batteri på 9, 2 kWh, der kan oplades inden for et par timer via WiTricity-teknologi, men har blot en rækkevidde på 16 km. Trådløs opladning, selv med den 90 procents effektivitet, som WiTricity har kunnet opnå, er stadig relativt langsom. Se for eksempel Tesla: En model S leveres med enten et batteri på 100 eller 75 kWh, og WiTricity-systemet lægger et sted omkring 11 kW, hvilket betyder, at det kan tage en hel dag at oplade en Tesla fuldt. Virksomheden har således valgt at fokusere på sine Superchargers, som kan levere en meget hurtigere afgift.
”Du kan ikke understøtte de samme strømoverførsler trådløst og med faste ladestationer, ” siger Bonte. ”Det vil ikke ændre sig, indrømmer de slags. Det vil gå lidt højere, måske 20, 30 kW, men det understøtter ikke 50 til 60 kW. Det er ikke engang forudset i standarden. ”Han påpeger imidlertid også, at langt de fleste EV-brug ikke ville kræve en fuld opladning hver nat - fulde batterier er kun virkelig nødvendige til lange ture.
Stadigvis sker der et skift i bilindustrien, siger Gruzen, delvis takket være VW's dieselbilsemissioner snydeskandale, de faldende omkostninger ved batterier og Tesla gør EVs sexet. "Alle disse ting samles, og lige nu, hvad du ser, er et ekstraordinært løb blandt alle bilproducenterne til at forpligte sig til en bredde af elektrificerede platforme, " siger Gruzen. ”Markedet starter.”
WiTricity er ikke så alene som deres hundreder af patenter antyder. (I 2014 modtog virksomheden et patent på den trådløse energioverførselsteknologi, som det vedrører køretøjer.) Et firma, der hedder Plugless Power, laver eftermarkedets opladningsmåtter med en magnetisk kobling, der bliver installeret på en uden for hylden. Og Qualcomm's Halo bruger en induktiv opladning svarende til den i en elektrisk tandbørste, der funktionelt ligner Witricitys version på trods af at have brugt anden teknologi, og forfølger dynamisk opladning for at oplade køretøjer i bevægelse.
"Sikker trådløs energioverførsel til køretøjsapplikationer, " US patent nr. 8.912.687 Men det vil tage mere end bilproducenter og deres leverandører at få forbrugerne til at ændre deres adfærd, da mange af de trængsler, de har for elektriske køretøjer, stadig er til stede. Afstandsangst har drevet presset på større batterier og behovet for hurtig opladning. Men distribueret opladning gennem bybildet kunne afhjælpe det, og regeringsmandat udfasning af forbrændingsmotorer kunne tvinge problemet. ”For at vi virkelig har en stor indvirkning på miljøet, har vi brug for langt mere end bare tidlige adoptører til at købe elbiler, ” siger Gruzen. Og for at gøre det skal opladningen være lettere end tankning. Det starter med en måtten i din garage, siger han, men det ender med, at magnetisk resonansopladning integreres i offentlig parkering, taxakøer, og næsten hvor som helst en bil kan tage en pause for en hurtig "power snack".
Mere vigtigt er byniveauet, når flåder er delt og trådløst og autonomt, og når en hvilken som helst nedetid går tabt. WiTricity og Qualcomm samarbejder allerede med SAE (kendt som Society of Automotive Engineers) om et sæt globale standarder, der giver biler fra forskellige producenter mulighed for at oplade via forskellige trådløse systemer. Dette vil endda give flåderne mulighed for at fungere som batteribanker, lagre energi til byen og distribuere den tilbage, da strømbehovene varierer hele dagen.
”I et sådant miljø, i et sådant miljø som bil-som-service, ville trådløs opladning faktisk næsten blive en nødvendighed, ” siger Bonte.
