Могут ли дороги подзаряжать электромобили? Технология уже близка.

30 ноября 2021

Но впереди нас ждут трудности, включая технические вопросы, нормативные барьеры и многие километры шоссе.

Могут ли дороги подзаряжать электромобили? Технология уже близка.
Об электромобилях сейчас много говорят. Тем не менее, ожидается, что в 2021 году продажи электромобилей, или EV, составят менее 4 процентов от продаж пассажирских автомобилей в США.

Одна из причин: невозможность легкой подзарядки во время длительных поездок, известная как "беспокойство за дальность хода". И это беспокойство обоснованно: Дальность хода, время зарядки и доступность зарядных станций - все это еще впереди.

Однако электромобили получают все большее распространение: Они занимают видное место в инициативе администрации Байдена стоимостью 7,5 миллиардов долларов, подписанного президентом в начале этого месяца, целью которой является создание общенациональной сети из 500 000 высокоскоростных станций зарядки электромобилей к 2030 году. (В настоящее время, по данным Министерства энергетики США, насчитывается около 43 000 зарядных станций).

Но это решит лишь часть проблемы, отчасти потому, что время зарядки все еще длительное. Настоящее радикальное изменение в следующем десятилетии может решить эту проблему: дороги, которые будут питать автомобили электричеством во время движения, используя технологию, известную как индуктивная зарядка.

В июле Департамент транспорта штата Индиана и Университет Пердью объявили о планах по созданию первого в мире участка дороги с бесконтактной беспроводной зарядкой на бетонном покрытии.

Проект осуществляется инженерным исследовательским центром под названием Advancing Sustainability Through Powered Infrastructure for Roadway Electrification (ASPIRE). Он финансируется Национальным научным фондом.

"Одним из основных препятствий на пути электрификации является проблема дальности пробега. Эта технология призвана решить эту проблему", - говорит Надя Гкрица, профессор Школы гражданского строительства Lyles и директор кампуса ASPIRE в Университете Пердью. "Проще говоря, концепция заключается в том, чтобы подвести зарядку к транспортному средству, а не заставлять его останавливаться на зарядных станциях для подзарядки".

В многолетнем проекте будет использоваться технология намагничиваемого бетона, разработанная немецкой компанией Magment, позволяющая осуществлять беспроводную зарядку электромобилей во время движения.

Технология работает путем добавления мелких частиц переработанного феррита - керамики, изготовленной путем смешивания оксида железа с кусочками металлических элементов, таких как никель и цинк - в бетонную смесь, которая намагничивается под действием электрического тока. Это создает магнитное поле, которое передает энергию беспроводным способом в автомобиль.

Пластина или коробка из запатентованного материала длиной примерно 12 футов и шириной 4 фута закапывается в дорожное полотно на глубину нескольких дюймов. В коробке находятся катушки проводов, которые подключаются к электросети через специализированное электронное оборудование - это и есть передатчик, объясняет Дионисиос Алипрантис, профессор Школы электротехники и вычислительной техники Elmore Family School of Electrical and Computer Engineering в Purdue.

Вокруг передатчика находится обычный материал дорожного полотна - бетон или асфальт. Передатчики будут встраиваться в дорожное полотно один за другим, обеспечивая непрерывную передачу энергии. Приемник представляет собой аналогичную, но меньшую по размеру коробку с катушками, которая крепится к днищу автомобиля.

(Еще один продукт компании - MagPad, беспроводной передатчик энергии, который может быть установлен как на земле, так и в земле. Передатчики могут быть установлены на общественных парковках или в частных гаражах).

В рамках проекта будут проведены испытания электрифицированного дорожного покрытия путем анализа и исследований, проводимых в центре ускоренных испытаний дорожного покрытия Департамента транспорта штата Индиана в Западном Лафайете. По словам г-на Алипрантиса, в ходе первого испытания на участок дорожного полотна будет оказываться давление, как будто по нему едут грузовики, чтобы проверить, насколько долговечным будет покрытие.

Второе испытание позволит оценить возможности системы по беспроводной передаче энергии высокого уровня. Хотя идея похожа на мобильные телефоны, которые заряжаются без проводов, есть существенное отличие: зарядка осуществляется с промежутком в 10-15 дюймов между передатчиком и приемником.

"Сотовый телефон касается поверхности для зарядки, поэтому связь довольно сильная", - сказал он. "В то время как сейчас, если мы увеличиваем так называемый воздушный зазор, связь ослабевает, а вместе с ней и передача энергии".

В течение следующих двух лет, как только технология будет подтверждена в лабораторных испытаниях, Департамент транспорта штата Индиана построит испытательный полигон длиной в четверть мили, где инженеры будут изучать возможности электрифицированного дорожного полотна для передачи большой мощности грузовикам.

"Мы хотим сделать это медленно, чтобы провести эти испытания и пилотные проекты", - сказала г-жа Гкрица. "Наша цель - в течение четырех-пяти лет провести более длительные испытания на одном из межштатных шоссе, скорее всего, на шоссе I-70".

Оценки затрат на электрификацию дорог в обоих направлениях сильно варьируются: от 1,1 до 2,8 миллиона долларов за километр, согласно прогнозам, сделанным за последние три года.

Индиана - не единственный штат, участвующий в гонке. В сентябре губернатор Мичигана Гретхен Уитмер объявила о новой инициативе по созданию первой в стране беспроводной зарядной инфраструктуры на дорогах общего пользования и заявила, что штат ищет партнеров для разработки и внедрения технологии.

Пилотный проект индуктивной зарядки транспортных средств - это партнерство между Министерством транспорта штата Мичиган и Управлением будущей мобильности и электрификации, сообщает Корпорация экономического развития штата Мичиган. Пилотный проект охватит участок дороги длиной в одну милю в округе Уэйн, Окленд или Макомб. Университет штата Юта также разрабатывает беспроводную зарядку на дорогах, при этом индукционные катушки в дорожном покрытии будут передавать энергию на катушки в оборудованных электромобилях.

"Намагниченный цемент? Безумие", - говорит Крис Нелдер, энергетический аналитик и консультант, бывший руководитель группы по интеграции электромобилей в сеть в Институте Скалистых гор. "Я бы хотел увидеть, как это работает. Но это будет очень ранняя стадия развития технологии, которая потребует переделки автомобилей для ее использования, а также фактической реализации возможности зарядки. Но необходимость перепроектировать автомобили нетривиальна".

Маурисио Эсгерра, исполнительный директор и соучредитель компании Magment, согласен с тем, что большая проблема, несомненно, лежит на стороне автомобиля. "Автомобильная промышленность настолько занята производством батарей, созданием программного обеспечения, что противостоять им сейчас с индуктивной зарядкой - это приоритет, до которого еще далеко. Дух этого проекта заключается в том, чтобы сосредоточиться сначала на технических проблемах и продемонстрировать, что это работает".

Другие проблемы могут замедлить электрическую дорогу будущего. "Чтобы представить это в контексте, зарядка во время движения вряд ли станет широким решением для всех электромобилей, но она может сыграть важную роль для некоторых приложений", - сказал Джереми Дж. Михалек, профессор инженерного дела и государственной политики и директор группы электрификации транспортных средств в Университете Карнеги-Меллон.

"Для легковых автомобилей большинство водителей в большинстве дней выезжают из дома с полным баком электричества, а запас хода EV становится достаточно большим, чтобы большинству водителей не требовалась общественная зарядка, за исключением редких дней дальних поездок", - сказал он.

Но есть и более серьезная проблема, которую могут решить такие дороги. "Для дальних грузоперевозок внутридорожная зарядка направлена на решение реальной проблемы электрификации грузовиков, - сказал г-н Михалек. Электрические грузовики с прицепами требуют больших аккумуляторных батарей, которые снижают грузоподъемность; зарядка на дорогах могла бы помочь, хотя такой объем дальних поездок потребует огромных инвестиций в инфраструктуру.

Кроме того, зарядка в условиях бездорожья должна "выдерживать все весовые и погодные нагрузки, которые разрушают наши дороги сегодня". Могут быть особые приложения, где инфраструктура зарядки на дорогах может быть направлена на отдельные места, такие как автобусные остановки или автопарки с фиксированными маршрутами и известными остановками", - сказал он.

Команда Purdue помнит об этих проблемах, но настроена оптимистично. "Технические препятствия, которые нам нужно преодолеть, не являются непреодолимыми", - сказал г-н Алипрантис. "Их можно преодолеть при правильном проектировании".

Однако, по его словам, существуют нормативные барьеры. "Например, в штате Индиана, если вы не являетесь коммунальным предприятием, вы не можете перепродавать электроэнергию. Поэтому, если вы являетесь оператором дорожного полотна, вы не можете взимать плату с транспортных средств за потребляемую ими электроэнергию. Кроме того, в настоящее время существуют препятствия для использования межштатных дорог для установки этой инфраструктуры. Существуют определенные правила, которые необходимо изменить, прежде чем это станет реальностью, по крайней мере, в этой стране".

Кроме того, электрическим сетям потребуется увеличить мощность, чтобы гарантировать, что они смогут покрыть спрос, который будет создан. "Особенно если мы хотим внедрить эту технологию в масштабах страны, потому что мы заряжаем не мобильные телефоны, а большие автомобили, движущиеся со скоростью автострады, что требует значительного количества энергии", - сказал он.

Для проекта Purdue это начало пути.

"Мы рассматриваем эту технологию как отличную возможность соответствовать концепции Министерства транспорта США и Федерального управления шоссейных дорог о коридорах альтернативного топлива вдоль основных национальных автодорог, которые поддерживают зарядку подключаемых электромобилей, заправку водородом, пропаном и природным газом с помощью существующей или планируемой инфраструктуры", - сказала г-жа Гкрица. "Мы не предлагаем, чтобы все дороги были электрифицированы на 100 процентов".

49
5338
/nytimes-ru/tech/mogut-li-dorogi-podzaryazhat-elektromobili-tekhnologiya-uzhe-blizka/
10
2000
ukrtop@mail.ru
/local/components/dev/auto.comments
Оставьте комментарий

Полезно знать

Крупный потребительский кредит Кредит на развитие бизнеса Кредит бизнесу с обеспечением Кредит наличными для бизнеса Овердрафт по упрощенной схеме Факторинг Потребительский кредит Ипотека Кредит под залог квартиры Микрозайм на карту онлайн
Информация

Кредиты для руководителей Кредиты малому бизнесу Кредиты юридическим лицам Экспресс-кредит для бизнеса Кредиты для ИП Продукты для развития бизнеса Кредиты под бизнес-план Кредиты для ООО Кредит на бизнес с нуля Кредит юр.лицам под залог Если не выдают кредит Карта сайта
Сервисы сайта

Конвертер валют Заявка на кредит Кредитный калькулятор Скоринг Аналитика рынка Все о кредитовании Видео о кредитах