Одна из проблем развития электротранспорта — отсутствие удобной инфраструктуры для зарядки автомобилей, автобусов с электродвигателями. Существующие решения предлагают “классический” способ питания аккумуляторов, однако он не всегда удобен, потому что требует физического подключения проводов от зарядной станции.
Ученые Нового физтеха ИТМО в партнерстве с производителем зарядных станций «Яблочков» предложили систему беспроводной передачи энергии для зарядки электротранспорта. Она надежнее, безопаснее, чем существующие проводные аналоги, а также практически не требует участия человека. Система работает на методе магнитной резонансной связи передатчика и приемника.
Для демонстрации работоспособности технологии ученые разработали опытный образец, который сейчас передает мощность 11 кВт на расстояние до 300 мм, эффективность зарядки достигает 95% Он поддерживает международный стандарт беспроводной зарядки электромобилей SAE J2954. Внешне прототип напоминает две компактные коробочки, между которыми как раз и формируется ближнее магнитное поле, необходимое для передачи энергии.
«Первая коробочка (приемник) монтируется на днище электромобиля при производстве, вторая (передатчик) — размещается под дорожным покрытием, через воздушный промежуток между ними будет передаваться энергия для питания аккумулятора. На практике же это означает, что будет достаточно припарковать автомобиль над передающей магнитной системой (например, на зарядной станции или парковке), и он начнет автоматически заряжаться, то есть человеку не надо совершать никаких дополнительных действий: искать специальный коннектор, подключать провода. Все дело в системе на основе магнитного резонанса», — объясняет ведущий инженер проекта, инженер Нового физтеха ИТМО Георгий Баранов.
В ближайшие полгода исследователи ИТМО вместе с партнерами из компании «Яблочков» планируют оптимизировать устройство и увеличить его мощность до 50 кВт — с этой мощностью зарядка автомобиля будет занимать всего час. Потом ученые намерены разработать полноценную зарядную станцию мощностью 300 кВт. Это позволит за 30 минут заряжать электробусы или автономные погрузчики, используемые в портах или на предприятиях.
«По опыту эксплуатации любых проводных зарядных станций, которым делятся с нами клиенты, кабель — один из тех компонентов, который чаще всего выходит из строя, он перекручивается, а изоляция портится от солнца, загрязнений и физических воздействий. С коллегами из ИТМО мы решили сделать проект на стыке беспроводных технологий. Наши исследовательские интересы и видение развития таких зарядных систем совпали. В идеальном будущем процесс заряда электрокара должен стать полностью "бесшовным"», — рассказывает Самвел Аветисян, сооснователь и директор по продукту компании «Яблочков».
Предлагаемая система безопасна для человека. В перспективе ее можно будет внедрить в городскую инфраструктуру, например, вмонтировать в дорожное покрытие на паркингах или оснастить ею остановки общественного транспорта.
«Представьте, электробус подъехал к остановке, и за время, что входят и выходят пассажиры, он успел подзарядиться, после чего успешно продолжил маршрут. Зарядка происходит быстро без необходимости подключаться к пантографу или вставлять кабель от зарядной станции. При этом никакие погодные условия: ветер, дождь, снегопад не влияют на качество заряда и безопасность системы для человека и окружающей среды, — отмечает научный руководитель проекта, профессор, старший научный сотрудник Нового физтеха ИТМО Полина Капитанова. — Такое покрытие можно будет установить в гараже, на остановках, общедоступных парковках, чтобы упростить и ускорить зарядку. Для доработки и усовершенствования технологии до реального продукта, мы открыты к тесному взаимодействию с индустрией».
