Yeni enerji araçlarının geliştirilmesi tüm hızıyla devam ediyor ve enerji yenileme sorunu da endüstrinin tüm dikkatini verdiği konulardan biri haline geldi. Herkes aşırı şarj ve pil değiştirmenin yararlarını tartışırken, yeni enerji araçlarını şarj etmek için bir "Plan C" var mı?
Belki de akıllı telefonların kablosuz şarjından etkilenerek, otomobillerin kablosuz şarjı da mühendislerin üstesinden geldiği teknolojilerden biri haline geldi. Medya raporlarına göre, çok uzun zaman önce, otomobil kablosuz şarj teknolojisi çığır açan bir araştırma aldı. Bir araştırma ve geliştirme ekibi, kablosuz şarj pedinin 100 kW çıkış gücüyle otomobile güç iletebileceğini ve bunun da 20 dakika içinde pil şarj durumunu %50 artırabileceğini iddia etti.
Elbette, araç kablosuz şarj teknolojisi yeni bir teknoloji değil. Yeni enerji araçlarının yükselişiyle birlikte, BBA, Volvo ve çeşitli yerli otomobil şirketleri de dahil olmak üzere çeşitli güçler uzun zamandır kablosuz şarjı araştırıyor.
Genel olarak, araç kablosuz şarj teknolojisi hala erken aşamalarında ve birçok yerel yönetim de gelecekteki ulaşım için daha büyük olasılıkları keşfetmek için bu fırsatı değerlendiriyor. Ancak, maliyet, güç ve altyapı gibi faktörler nedeniyle araç kablosuz şarj teknolojisi büyük ölçekte ticarileştirildi. Hala üstesinden gelinmesi gereken birçok zorluk var. Arabalarda kablosuz şarjla ilgili yeni hikayeyi anlatmak henüz kolay değil.
Hepimizin bildiği gibi, kablosuz şarj mobil telefon sektöründe yeni bir şey değil. Arabalar için kablosuz şarj, mobil telefonlar için şarj kadar popüler değil, ancak birçok şirketi bu teknolojiye ilgi duymaya çoktan çekmiş durumda.
Genel olarak, dört ana akım kablosuz şarj yöntemi vardır: elektromanyetik indüksiyon, manyetik alan rezonansı, elektrik alan kuplajı ve radyo dalgaları. Bunlar arasında, cep telefonları ve elektrikli araçlar çoğunlukla elektromanyetik indüksiyon ve manyetik alan rezonansı kullanır.
Bunlar arasında elektromanyetik indüksiyon kablosuz şarjı, elektrik üretmek için elektromanyetizma ve manyetizmanın elektromanyetik indüksiyon prensibini kullanır. Yüksek şarj verimliliğine sahiptir, ancak etkili şarj mesafesi kısadır ve şarj yeri gereksinimleri de katıdır. Nispeten konuşursak, manyetik rezonans kablosuz şarjı daha düşük konum gereksinimlerine ve birkaç santimetreden birkaç metreye kadar destekleyebilen daha uzun bir şarj mesafesine sahiptir, ancak şarj verimliliği ilkinden biraz daha düşüktür.
Bu nedenle, kablosuz şarj teknolojisini keşfetmenin erken aşamalarında, otomobil şirketleri elektromanyetik indüksiyon kablosuz şarj teknolojisini tercih ettiler. Temsili şirketler arasında BMW, Daimler ve diğer araç şirketleri yer almaktadır. O zamandan beri, manyetik rezonans kablosuz şarj teknolojisi, Qualcomm ve WiTricity gibi sistem tedarikçileri tarafından temsil edilerek kademeli olarak tanıtıldı.
Temmuz 2014'te BMW ve Daimler (şimdi Mercedes-Benz), elektrikli araçlar için kablosuz şarj teknolojisini ortaklaşa geliştirmek üzere bir iş birliği anlaşması duyurdu. 2018'de BMW, kablosuz şarj sistemi üretmeye başladı ve bunu 5 Serisi plug-in hibrit modeli için isteğe bağlı bir cihaz haline getirdi. Nominal şarj gücü 3,2 kW, enerji dönüşüm verimliliği %85'e ulaşıyor ve 3,5 saatte tamamen şarj edilebiliyor.
Volvo, 2021'de İsveç'te kablosuz şarj deneylerine başlamak için XC40 saf elektrikli taksiyi kullanacak. Volvo, İsveç'in Göteborg kentinde özel olarak birden fazla test alanı kurdu. Şarj araçlarının, şarj işlevini otomatik olarak başlatmak için yalnızca yola yerleştirilmiş kablosuz şarj cihazlarına park etmesi gerekiyor. Volvo, kablosuz şarj gücünün 40kW'a ulaşabileceğini ve 30 dakikada 100 kilometre yol kat edebileceğini söyledi.
Otomotiv kablosuz şarjı alanında, ülkem her zaman sektörün ön saflarında yer aldı. 2015 yılında, China Southern Power Grid Guangxi Electric Power Research Institute ilk yerli elektrikli araç kablosuz şarj test şeridini inşa etti. 2018 yılında, SAIC Roewe kablosuz şarj özelliğine sahip ilk saf elektrikli modeli piyasaya sürdü. FAW Hongqi, 2020 yılında kablosuz şarj teknolojisini destekleyen Hongqi E-HS9'u piyasaya sürdü. Mart 2023'te, SAIC Zhiji ilk 11kW yüksek güçlü araç akıllı kablosuz şarj çözümünü resmen piyasaya sürdü.
Tesla da kablosuz şarj alanında keşif yapanlardan biri. Tesla, Haziran 2023'te Wiferion'u satın almak için 76 milyon ABD doları harcadı ve adını Tesla Engineering Germany GmbH olarak değiştirdi, kablosuz şarjı düşük maliyetle kullanmayı planlıyordu. Daha önce Tesla CEO'su Musk, kablosuz şarja karşı olumsuz bir tutum sergiliyordu ve kablosuz şarjı "düşük enerjili ve verimsiz" olarak eleştiriyordu. Şimdi ise buna gelecek vaat eden bir gelecek diyor.
Elbette Toyota, Honda, Nissan, General Motors gibi pek çok otomobil firması da kablosuz şarj teknolojisi geliştiriyor.
Birçok taraf kablosuz şarj alanında uzun vadeli araştırmalar yürütmüş olsa da, otomotiv kablosuz şarj teknolojisi henüz gerçeğe dönüşmekten çok uzak. Gelişimini kısıtlayan temel faktör güçtür. Örnek olarak Hongqi E-HS9'u ele alalım. Sahip olduğu kablosuz şarj teknolojisi, yavaş şarj yığınının 7 kW gücünden yalnızca biraz daha yüksek olan 10 kW'lık maksimum çıkış gücüne sahiptir. Bazı modeller yalnızca 3,2 kW'lık bir sistem şarj gücüne ulaşabilir. Başka bir deyişle, böyle bir şarj verimliliğinde hiçbir kolaylık yoktur.
Elbette kablosuz şarjın gücü geliştirilirse, durum başka olabilir. Örneğin, makalenin başında belirtildiği gibi, bir araştırma ve geliştirme ekibi 100kW'lık bir çıkış gücüne ulaşmış durumda, bu da böyle bir çıkış gücüne ulaşılabiliyorsa, aracın teorik olarak yaklaşık bir saatte tamamen şarj edilebileceği anlamına geliyor. Süper şarjla karşılaştırılması hala zor olsa da, enerji yenileme için hala yeni bir tercih.
Kullanım senaryoları açısından bakıldığında, otomotiv kablosuz şarj teknolojisinin en büyük avantajı manuel adımların azaltılmasıdır. Kablolu şarjla karşılaştırıldığında, araç sahiplerinin park etme, araçtan inme, silahı alma, fişe takma ve şarj etme vb. gibi bir dizi işlem gerçekleştirmesi gerekir. Üçüncü taraf şarj yığınlarıyla karşılaştıklarında, nispeten zahmetli bir işlem olan çeşitli bilgileri doldurmaları gerekir.
Kablosuz şarj senaryosu çok basittir. Sürücü aracı park ettikten sonra, cihaz otomatik olarak algılar ve ardından kablosuz olarak şarj eder. Araç tamamen şarj olduktan sonra, araç doğrudan uzaklaşır ve sahibinin başka bir işlem yapmasına gerek kalmaz. Kullanıcı deneyimi açısından, elektrikli araçları kullanırken insanlara bir lüks hissi de verecektir.
Araba kablosuz şarjı neden işletmeler ve tedarikçiler tarafından bu kadar ilgi görüyor? Bir geliştirme perspektifinden bakıldığında, sürücüsüz çağın gelişi aynı zamanda kablosuz şarj teknolojisinin büyük bir gelişme zamanı olabilir. Arabaların gerçekten sürücüsüz olması için, şarj kablolarının zincirlerinden kurtulmak için kablosuz şarja ihtiyaçları vardır.
Bu nedenle, birçok şarj tedarikçisi kablosuz şarj teknolojisinin gelişme beklentileri konusunda oldukça iyimser. Alman devi Siemens, Avrupa ve Kuzey Amerika'daki elektrikli araçlar için kablosuz şarj pazarının 2028 yılına kadar 2 milyar ABD dolarına ulaşacağını öngörüyor. Bu amaçla, Siemens, Haziran 2022'de kablosuz şarj sistemlerinin teknoloji araştırma ve geliştirmesini teşvik etmek için kablosuz şarj tedarikçisi WiTricity'de azınlık hissesi elde etmek için 25 milyon ABD doları yatırım yaptı.
Siemens, elektrikli araçların kablosuz şarjının gelecekte ana akım haline geleceğine inanıyor. Şarjı daha kolay hale getirmenin yanı sıra, kablosuz şarj aynı zamanda otonom sürüşü gerçekleştirmek için gerekli koşullardan biridir. Gerçekten otonom arabaları büyük ölçekte piyasaya sürmek istiyorsak, kablosuz şarj teknolojisi vazgeçilmezdir. Bu, otonom sürüş dünyasına doğru önemli bir adımdır.
Elbette, beklentiler harika, ancak gerçekler çirkin. Şu anda, elektrikli araçların enerji yenileme yöntemleri giderek daha da çeşitleniyor ve kablosuz şarj olasılığı büyük bir heyecanla bekleniyor. Ancak, mevcut bakış açısından, otomotiv kablosuz şarj teknolojisi hala test aşamasında ve yüksek maliyet, yavaş şarj, tutarsız standartlar ve yavaş ticarileşme ilerlemesi gibi birçok sorunla karşı karşıya.
Şarj verimliliği sorunu engellerden biridir. Örneğin, yukarıda belirtilen Hongqi E-HS9'da verimlilik sorununu ele aldık. Kablosuz şarjın düşük verimliliği eleştirildi. Şu anda, elektrikli araçların kablosuz şarjının verimliliği, kablosuz iletim sırasında enerji kaybı nedeniyle kablolu şarjın verimliliğinden daha düşüktür.
Maliyet açısından bakıldığında, araç kablosuz şarjının daha da azaltılması gerekiyor. Kablosuz şarjın altyapı için yüksek gereksinimleri vardır. Şarj bileşenleri genellikle zemine serilir ve bu da zemin modifikasyonu ve diğer sorunları içerir. İnşaat maliyeti kaçınılmaz olarak sıradan şarj yığınlarının maliyetinden daha yüksek olacaktır. Ayrıca, kablosuz şarj teknolojisinin tanıtımının erken aşamasında, endüstriyel zincir olgunlaşmamıştır ve ilgili parçaların maliyeti yüksek olacaktır, hatta aynı güce sahip ev tipi AC şarj yığınlarının fiyatının birkaç katı olacaktır.
Örneğin, İngiliz otobüs operatörü FirstBus, filosunun elektriklendirilmesini teşvik etme sürecinde kablosuz şarj teknolojisini kullanmayı düşündü. Ancak, incelemeden sonra, her bir yer şarj paneli tedarikçisinin 70.000 pound teklif ettiği bulundu. Ayrıca, kablosuz şarj yollarının inşaat maliyeti de yüksektir. Örneğin, İsveç'te 1,6 kilometrelik bir kablosuz şarj yolu inşa etmenin maliyeti yaklaşık 12,5 milyon ABD dolarıdır.
Elbette, güvenlik sorunları da kablosuz şarj teknolojisini kısıtlayan sorunlardan biri olabilir. İnsan vücudu üzerindeki etkisi açısından bakıldığında, kablosuz şarj büyük bir sorun değildir. Sanayi ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı tarafından yayınlanan "Kablosuz Şarj (Güç İletimi) Ekipmanlarının Radyo Yönetimine İlişkin Geçici Yönetmelik (Yorum Taslağı)", 19-21kHz ve 79-90kHz spektrumunun kablosuz şarjlı araçlar için özel olduğunu belirtmektedir. İlgili araştırmalar, yalnızca şarj gücü 20kW'ı aştığında ve insan vücudu şarj tabanıyla yakın temas halinde olduğunda, vücut üzerinde belirli bir etkiye sahip olabileceğini göstermektedir. Ancak, bunun tüketiciler tarafından tanınması için tüm tarafların güvenliği popülerleştirmeye devam etmesi de gerekmektedir.
Araba kablosuz şarj teknolojisi ne kadar pratik olursa olsun ve kullanım senaryoları ne kadar rahat olursa olsun, büyük ölçekte ticarileştirilebilmesi için daha kat edilmesi gereken uzun bir yol var. Laboratuvardan çıkıp gerçek hayata uygulandığında, arabalar için kablosuz şarja giden yol uzun ve meşakkatli.
Tüm taraflar otomobiller için kablosuz şarj teknolojisini yoğun bir şekilde araştırırken, "şarj robotları" kavramı da sessizce ortaya çıktı. Kablosuz şarjla çözülecek sorun noktaları, gelecekte sürücüsüz sürüş kavramını tamamlayacak olan kullanıcı şarj kolaylığı sorununu temsil ediyor. Ancak Roma'ya giden birden fazla yol var.
Bu nedenle, "şarj robotları" da otomobillerin akıllı şarj sürecinde bir tamamlayıcı olmaya başladı. Kısa bir süre önce, Pekin Alt Merkez İnşaat Ulusal Yeşil Kalkınma Gösterim Bölgesi'nin yeni güç sistemi deneysel üssü, elektrikli otobüsleri şarj edebilen tam otomatik bir otobüs şarj robotu piyasaya sürdü.
Elektrikli otobüs şarj istasyonuna girdikten sonra, görüş sistemi aracın varış bilgisini yakalar ve arka plan sevk sistemi derhal robota bir şarj görevi verir. Yol bulma sistemi ve yürüme mekanizmasının yardımıyla robot otomatik olarak şarj istasyonuna gider ve şarj tabancasını otomatik olarak alır. Elektrikli araç şarj portunun yerini belirlemek ve otomatik şarj işlemlerini gerçekleştirmek için görsel konumlandırma teknolojisini kullanır.
Elbette, otomobil şirketleri de "şarj robotlarının" avantajlarını görmeye başlıyor. Lotus, 2023 Şanghay Otomobil Fuarı'nda bir flaş şarj robotu piyasaya sürdü. Aracın şarj edilmesi gerektiğinde, robot mekanik kolunu uzatabilir ve şarj tabancasını otomatik olarak aracın şarj deliğine yerleştirebilir. Şarj ettikten sonra, tabancayı kendi kendine çıkarabilir ve aracı başlatmaktan şarj etmeye kadar tüm süreci tamamlayabilir.
Buna karşılık, şarj robotları yalnızca kablosuz şarjın rahatlığına sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda kablosuz şarjın güç sınırlaması sorununu da çözebilir. Kullanıcılar ayrıca arabadan inmeden aşırı şarj etmenin keyfini çıkarabilirler. Elbette, şarj robotları ayrıca maliyet ve konumlandırma ve engel önleme gibi akıllı sorunları da içerecektir.
Özet: Yeni enerji araçları için enerji yenileme konusu, sektördeki tüm tarafların her zaman büyük önem verdiği bir konu olmuştur. Şu anda, aşırı şarj çözümü ve pil değiştirme çözümü en yaygın iki çözümdür. Teorik olarak, bu iki çözüm kullanıcıların enerji yenileme ihtiyaçlarını belirli bir ölçüde karşılamak için yeterlidir. Elbette, işler her zaman ileriye doğru hareket eder. Belki de sürücüsüz çağın gelişiyle, kablosuz şarj ve şarj robotları yeni fırsatlara yol açabilir.
Gönderi zamanı: 13-Nis-2024