Když mluvíme s lidmi o bezdrátovém nabíjení pro elektromobily, jednou z prvních věcí, o kterých je musíme přesvědčit, je, že bezdrátové nabíjení je skutečné. S elektromobily, které se nyní dodávají po Asii s nainstalovaným bezdrátovým nabíjením – a spoustou videí, která je demonstrují (viz například Hyundai Genesis GV60 nebo FAW HongQi E-HS9) – a s naším vlastním oznámením o nadcházejících upgradech bezdrátového nabíjení WiTricity Halo™ „skutečnost“ není ve skutečnosti zpochybňována. Mýtus, který musíme řešit, je však hluboce zakořeněné podezření ohledně účinnosti bezdrátového nabíjení. Jak je to ve srovnání s plug-in nabíjením?
Začněme stanovením účinnosti plug-in nabíjení. (Další informace o nabíjení naleznete na našem blogu zde.)
Plug-in nabíjení není 100% účinné. Ke ztrátám energie, především ve formě tepla, dochází na každém kroku cesty od sítě k baterii. A co víc, bez ohledu na značku se zásuvná nabíječka EV skládá z mnoha komponent, z nichž každá může být více či méně účinná než podobné komponenty v jiné nabíječce. Takže „účinnost“ přenosu energie ze sítě až do baterie zahrnuje řadu; typická domácí nabíječka úrovně 2 pracuje v rozsahu přibližně 83-94% účinnosti mezi sítí a baterií v závislosti na tom, kterou si koupíte.
Níže je schéma, které znázorňuje cestu od sítě k baterii pomocí zásuvné nabíječky úrovně 2. Všimnete si, že v cestě jsou různá místa, kde se proud mění ze střídavého na stejnosměrný a zpět; toto je koncept, který spínané napájecí zdroje využívají pro zvýšení účinnosti a zmenšení velikosti systému. Uvidíte také, že stupeň měniče zahrnuje změnu frekvence, která umožňuje lepší ovladatelnost proudu.
Ve scénáři plug-in AC EV nabíjení se velká část těžkého zvedání provádí na vozidle prostřednictvím palubní nabíječky (OBC), která zahrnuje usměrňovač PFC, invertor, transformátor a usměrňovač – to vše je potřeba k vytvoření energie ze sítě na energii, kterou může spotřebovat baterie EV. (Jednotka zavěšená na stěně je relativně nekomplikovaná, jak toto video velmi dobře vysvětluje.)
Ale s bezdrátovým nabíjením vozidlo nepotřebuje palubní nabíječku (OBC), takže to pomáhá snížit složitost nabíjení ve vozidle. Některé z těchto stejných spínacích operací napájení se odehrávají v nástěnném boxu, na rozdíl od toho ve vozidle:
Mind the Gap
Proč ale „mezera“ mezi vozovkou a vozidlem nezpůsobuje ztráty? Zdá se kontraintuitivní, že prostor nezavede neefektivitu.
Uzemňovací podložka a podložka vozidla převádějí střídavý proud na magnetické pole, které přenáší energii přes vzduchovou mezeru. A protože k přenosu energie používáme magnetickou rezonanci se speciálně navrženými nízkoztrátovými rezonátory, je ztráta velmi malá. Ve skutečnosti vzduchová mezera mezi zemí a vozidlem plní stejnou bezpečnostní funkci jako izolace, ke které dochází pro plug-in nabíjení přes oddělovací transformátor (v OBC mezi síťovým připojením a vozidlem). Díky vysoce rezonančnímu designu bezdrátové nabíječky je téměř stejně účinná jako izolační transformátor používaný pro plug-in nabíjení.
Bezdrátové nabíjení funguje v úzkém pásmu účinnosti (88–93 %), které je ekvivalentní plug-in nabíjení úrovně 2, navíc získáte další efektivitu, kdy nebudete muset trávit čas zapojováním a odpojováním vozidla.
V neposlední řadě… pokaždé, když zaparkujete a nabijete bezdrátově, je pravděpodobnější, že budete pracovat v rozsahu 20–80 % stavu nabití (SOC), který má baterie ráda – a je nejúčinnější. S plug-in nabíjením je méně pravděpodobné, že bude zachován rozsah 20-80% SOC, protože řidiči mají tendenci zapomenout na připojení nebo se neobtěžovat, když vědí, že jim zbývá dostatek baterie na další cestu. Ve skutečnosti se mnoho lidí zapojí jednou týdně, celý týden jezdí a pak se zapojí o víkendu. Nejen, že je to méně efektivní, ale je to těžší pro baterii.
Pokud byste chtěli hlubší technický ponor do magnetické rezonance, podívejte se na náš whitepaper zde. A pokud chcete dostávat náš měsíční zpravodaj, klikněte sem.
Podívejte se na související blogové příspěvky zde:
