Trådløs lading av elbiler kan komme til å bli en viktig teknologi for å gjør bilene enklere i bruk. Om du kan lade bilen bare ved å parkere den, vil det gjøre livet litt enklere.
Foruten at ingen biler leveres med denne teknologien i dag, er både effekt og virkningsgrad hindre som står i veien.
Forskere ved amerikanske Oak Ridge National Laboratory (ORNL) har lenge jobbet med å utvikle trådløs lading.
Nå har de presentert et ladesystem som leverer effekter opp til 120 kilowatt med 97 prosent virkningsgrad. Det er mer enn dobbelt så høy effekt som vanlige hurtigladestasjoner flest leverer i dag.
Effekten, som overføres ved å ta i bruk induksjon, klarte forskerne å oppnå over et gap på 15 centimeter.
- Lagrer energi i karosseriet: I framtiden kan elbiler klare seg helt uten vanlige batterier, om Chalmers-professoren lykkes
Vekselstrøm
Trådløs lading består grovt sett av to spoler, hvor en spole i bakken induserer en spenning i en spole i bilen. Men det er ikke så enkelt som at man bare kan øke effekten for å lade batteriet raskere.
Induksjonslading tar i bruk vekselspenning, og batterier lades med likespenning. Derfor må spenningen som induseres i bilen likerettes før den kan lade batteriet.
Det er ombordladerne i bilene som likeretter strømmen fra vekselstrømslading, og det er i dag uvanlig at disse kan levere mer enn 22 kilowatt.
ORNLs pressemelding går imidlertid ikke inn på disse detaljene, annet enn at de har utviklet en ny spoledesign som sammen med ny silisiumkarbid-basert kraftelektronikk gir et kompakt og lett system.
Målet er inntil 400 kilowatt
Selv om 120 kilowatt i seg selv er rimelig heftig – Tesla Supercharger lader med slik effekt via en kabel – er det ikke målet.
Det amerikanske energidepartementet, DOE, har som mål at det skal utvikles et trådløst hurtigladesystem som kan levere 350 til 400 kilowatt. Dermed er dette bare et steg på veien.
Neste mål er å nå 200 kilowatt, og til slutt minst 350 kilowatt, med teknologiutvikling underveis.
Systemet skal til slutt være dynamisk. Det vil si at det skal kunne fungere like godt på en parkeringsplass som i veibanen, slik at biler kan lades både når de står stille og når de kjører.
Potensialet er at det kan bidra til systemer som for eksempel gjør det mulig å frakte gods over store avstander på elektriske lastebiler, uten at det er behov for at disse utstyres med store batterier.
Høy effekt viktig for dynamisk lading
Mulighet for å levere høy effekt er viktig i et slikt scenario, siden det åpner for at kortere veistrekker trenger å ha ladespoler. Jo lavere effekten er, jo lenger må veistykket være for at det skal være praktisk mulig å lade batteriene i kjøretøyene som passerer.
Det er mer enn to år siden ORNL nådde forrige milepæl, som var 20 kilowatt. På det tidspunktet var allerede systemet Plugless kommersielt tilgjengelig, med en makseffekt på 3,3 kilowatt, ment for hjemmebruk.
Siden da har en ny generasjon av systemet som kan levere 7,2 kilowatt kommet på markedet. Plugless og lignende systemer må imidlertid ettermonteres i kjøretøyene. Løsninger har vært tilgjengelig i flere år.
Det vil imidlertid neppe bli utbredt før bilprodusentene selv tilbyr dette som tilleggsutstyr på bilene sine. Flere bilprodusenter, blant dem BMW og Mercedes-Benz, har sagt at de kommer til å tilby trådløs lading i sine biler.
Det viktigste er at systemene som tilbys er kompatible med hverandre. Det har foregått arbeid med standardisering siden 2010, men de viktigste delene av standardiseringen er allerede unnagjort. Spesifikasjonene i standarden, SAE TIR J2954, ble publisert i 2016.
- Eroad Arlanda: Dette kan bli løsningen på batteriproblemet til elbiler
Dynamisk lading testes
Det er gjennomført tester av dynamisk lading. I fjor åpnet Renault en teststrekning hvor ladespoler er gravd ned i veibanen. Dette i forbindelse med et EU-prosjekt som tester lading med inntil 20 kilowatt i opp til 100 kilometer i timen.
Slik teknologi er vurdert av et forskningsprosjekt gjennomført av Statens Vegvesen og Sintef. De kom frem til at trådløs lading i veibanen er mest fleksibelt, men på en tenkt teststrekning mellom Stavanger og Bergen er konklusjonen at kjøreledning vil være raskest og billigst.
Dette prosjektet fokuserte imidlertid på tungtransport. Det vil neppe være praktisk mulig å kombinere dette med personbiler.
- Les mer om elbilteknologi på TU Elektrisk.
