جاده‌ها چگونه خودروهای الکتریکی را شارژ می‌کنند؟

موضوع شارژ یک خودروی الکتریکی در زمان رانندگی و در جاده جذابیت‌های زیادی دارد و چند سال است که روی تحقق این هدف بررسی‌های زیادی صورت می‌گیرد. یکی از جدیدترین پروژه‌ها آرنا دل فوترو است که پیست تست بیضی‌شکل با طول ۱۰۵۰ متر است و توسط استلانتیس و شرکای آن در نزدیکی میلان ایتالیا تأسیس شده است. این مرکز به منظور توسعه تکنولوژی انتقال قدرت بی‌سیم دینامیک DWPT یا به عبارت دیگر شارژ خودروی الکتریکی در زمان حرکت ساخته شده است.

توانایی شارژ بی‌سیم خودروهای الکتریکی در جاده‌ها و در زمان حرکت می‌تواند تأثیر بزرگی روی طراحی این خودروها و حمل وسایل توسط کامیون‌ها بگذارد. در حال حاضر برای تحقق هدف حمل‌ونقل الکتریکی به ویژه با کامیون‌های بزرگ نیازمند باتری‌های بزرگ هستیم تا بتوانیم شعاع حرکتی مناسبی را فراهم کنیم. در صورتی که زیرساخت‌های شارژ خودروهای الکتریکی در شهرها و جاده‌ها فراهم شود می‌توان از باتری‌های کوچک‌تر استفاده کرد و برای پوشش مسافت‌های زیاد و بین‌شهری نیز می‌توان تکنولوژی DWPT را بکار گرفت. به‌کارگیری آزمایشی این تکنولوژی در سال جاری و با فیات ۵۰۰ الکتریکی و اتوبوس ایویکو E-Way شروع شده است. این محصولات به رسیورهای DWPT مجهز شده‌اند.

شارژ القایی خودروهای الکتریکی سابقه‌ای به اندازه تولید خودروهای الکتریکی مدرن دارد و سابقه بررسی آن در دنیای واقعی به چند ده سال پیش بازمی‌گردد. در حالت پایه، اصول این تکنولوژی درست مشابه شارژ گوشی‌های هوشمند و یا تولید جرقه در سیستم احتراق خودروهای بنزینی است. انتقال قدرت بی‌سیم شکل‌های مختلفی به خود می‌گیرد اما اگر سیم در میدان مغناطیسی قرار گیرد و سپس این میدان حذف شود ولتاژ در سیم ایجاد می‌شود. در مقیاس بزرگ‌تر و با وجود سیم‌پیچ و میدان‌های الکترومغناطیسی قدرتمند می‌توان قدرت الکتریکی تولیدی را برای شارژ یک خودروی الکتریکی به خدمت گرفت.

تکنولوژی شارژ بکار رفته برای این پروژه از چندین پد شارژ که ۱۱ سانتی‌متر زیر آسفالت نصب می‌شوند تشکیل شده است. این پدها در طول جاده نصب شده‌اند و توسط یک کابل به یکدیگر متصل هستند. همان‌طور که خودرو از روی هر پد عبور می‌کند، رسیور در حال کار با فرکانس القایی ۸۵ کیلوهرتز است و الکتریسیته لازم برای شارژ خودرو را تولید می‌کند. پدهای شارژ بی‌سیم گوشی در خودروها می‌تواند حساسیت جایگاه بیشتری به گوشی داشته باشند و همین موضوع درباره موقعیت خودروهای الکتریکی مجهز به سخت‌افزار شارژ بی‌سیم روی پد شارژ نیز صدق می‌کند. سیستم موردبحث دراین‌باره حساسیت کمتری نسبت به نمونه‌های پیشین دارد و هم در حالت سکون و هم در حالت رانندگی اقدام به شارژ خودرو می‌کند.

همچنین این اولین باری است که سیستم شارژ دینامیک توسط جریان DC فعلی بکار گرفته می‌شود و به این ترتیب انتقال انرژی به خودروی در حال حرکت با سرعت‌های بزرگراهی میسر می‌گردد. این سیستم علاوه بر پدها و کابل از واحدهای مدیریتی که انتقال انرژی از پد به جاده و خودرو را انجام می‌دهند تشکیل شده است. رسیورهای موجود در خودروها نیز الکتریسیته تولید می‌کنند زیرا از روی میدان مغناطیسی تولید شده توسط هر پد عبور می‌کنند و واحد کنترل مرکزی نیز با تمامی واحدهای مدیریت ارتباط برقرار می‌کند. کانتیننتال هم در حال توسعه یک ربات شارژ با همراهی ولتریو برای استفاده در گاراژهای شخصی است. این ربات روی زمین قرار می‌گیرد و زمانی که خودروی رویش پارک شود با سوکت ویژه‌ای در زیر خودرو ارتباط می‌گیرد.

این ربات مشکلات مربوط به عدم قرارگیری خودرو روی پد شارژ را نیز حل کرده است زیرا قادر است تا ۳۰ سانتی‌متر در هر جهت حرکت کند و مهم نیست که زاویه پارک خودرو چگونه است. تولید انبوه این ربات در سال ۲۰۲۴ انجام خواهد شد.