Mașinile electrice sunt din ce în ce mai prezente în viețile noastre. Fie că le vezi la stația de încărcare de la supermarketul favorit, fie că îți sar în ferestre web de fiecare dată când deschizi site-ul favorit, vehiculele cu acumulatori încep să prindă contur. Iar situația e valabilă nu doar pentru țările occidentale, ci și pentru piețele mai mici, cum este și cea din România.

În acest moment, constructorii au în galantare circa 50 de modele electrice din care să alegi, iar până la final de an numărul lor o să crească. Am făcut lista ofertei electrice din România într-un material dedicat:

Nu o să vorbesc nici despre situația infrastructurii de încărcare, un subiect pe care l-am dezbătut serios într-unul dintre podcasturile Autocritica, ci o să mă axez pe tehnologiile de încărcare din viitor. Mai precis, pe încărcarea wireless.

Cabluri, mufe și curenți

Type 2, CCS, ChaDeMo, AC, DC, monofazic, trifazic, 220V, 380V: acum parcă ți-ai dori să nu fi ratat orele de fizică din școala generală.

Toate aceste informații vin la pachet cu o mașină electrică. Ce-i drept, nu te pune nimeni să scoți o foaie și să dai o lucrare de control ca la final să primești o notă pentru cunoștințe. Dar ar fi bine să îți însușești câțiva termeni specifici dacă ai de gând să treci la o electrică în viitorul apropiat.

În acest moment, mașinile electrice folosesc mai multe tipuri de conectori. În partea noastră de lume, cele mai răspândite sunt cele Type 2 (folosesc curent alternativ) și CCS (pentru curent continuu). Și e bine că producătorii încearcă să se pună de acord cu privire la utilizarea aceluiași tip de încărcător. Nu de alta, dar am fi albit înainte de vreme dacă fiecare constructor venea cu soluția proprie și ar fi trebuit să folosești conectori diferiți în funcție de stație.

Un alt lucru pe care l-ai putea trece pe lista minusurilor ar fi cablurile de încărcare. Oricât de minuțios ai fi, la un moment dat vei ceda, și din varii motive o să arunci cablurile în portbagaj fix așa cum le-ai scos din priză. Și poți să te superi pe mine, dar eu consider că nu-i atât de practic să te plimbi tot timpul cu cele câteva cabluri necesare adunate într-un colț de portbagaj.

Nu sunt singurul care s-a gândit la treaba asta, motiv pentru care au tot fost cercetate o serie de soluții pentru încărcarea wireless a mașinilor electrice. Unele au fost puse în practică, altele încă sunt la stadiul de proiect.

Hai să le luăm pe rând.

Înaintea erei

Mașinile cu baterii au apărut încă de acum un secol, însă atuurile motoarelor cu ardere internă au făcut ca proiectele electrice să fie întrerupte. Odată cu apariția unor legi stricte în ceea ce privește emisiile, constructorii au revenit la ideea unor mașini care să folosească baterii în locul combustibilului fosil.

Iar primul model electric de serie al noii ere a fost lansat în 1996 de General Motors. S-a numit EV1 și era disponibil doar printr-un contract de închiriere. Puțin peste 1.000 de unități au fost produse, asamblarea fiind oprită în 1999. Pe lângă sistemul electric de propulsie, EV1 mai avea ceva special: modul în care se încărca.

Chiar dacă mașina trebuia cuplată cu un cablu la o priză pentru ca bateria să se încarce, sistemul introdus de Delco Electronics (subsidiară GM) folosea încărcarea prin inducție. Practic, între cablul prizei și conectorul mașinii nu exista contact fizic. Desigur, sistemul nu va fi folosit de niciun alt producător, însă americanii ne-au arătat că se poate.

Chiar și promovarea lui a fost interesantă: un sistem similar cu cel de pe EV1 a fost introdus într-un acvariu plin cu apă și pus la încărcat. Stați liniștiți, nu curentează.

Pornind de la sistemul de încărcare prin inducție – o tehnologie care a luat cu asalt zona de gadgeturi din ultima vreme – mai multe companii au început să dezvolte soluții proprii.

Ce presupune încărcarea wireless?

Fie că vorbim despre un telefon mobil sau despre o mașină, principiul de funcționare este asemănător. Sistemul se bazează pe două bobine – una cuplată la platforma de încărcare și cealaltă instalată pe mașină – prin intermediul cărora se face transferul de energie electrică. Procesul care stă la bază se numește încărcare prin inducție și poate fi realizat doar dacă cele două bobine sunt “aliniate”.

Qualcomm este una dintre companiile care a interacționat și cu piața auto și a dezvoltat un astfel de sistem. Și au fost câteva companii care au ales să testeze produsul lor.

Spre exemplu, fosta mașină de siguranță din Formula E, un BMW i8, folosea un astfel de sistem – Halo, pe numele de scenă – pentru încărcarea bateriilor.

Renault Kangoo ZE și drumul electric

Renault a fost unul dintre primii producători europeni care a mizat pe electrice: hatchback-ul Zoe și utilitara Kangoo au fost cărțile jucate de francezi.

În timp ce publicul încă asimila ideea unei mașini electrice de serie, francezii s-au gândit la un proiect complex. Împreună cu Qualcomm și al lor dispozitiv de încărcare wireless Halo, a fost realizat un traseu special în centrul de testare din Satory, Versailles.

Până acum, nimic special, doar că pe o porțiune de asfalt lungă de 100 de metri, Qualcomm a integrat mai multe „panouri” care permit încărcarea mașinilor electrice în mers. Practic, ținta pe care mulți încă o văd posibilă.

Și Renault nu a ținut secret proiectul – ba mai mult, a organizat și o demonstrație. Ce s-a îmtâmplat mai exact? Două exemplare Kangoo ZE s-au plimbat dus-întors pe drumul gândit de Qualcomm. Iar echipamentul de la bord a indicat că bateriile se încarcă.

Conform reprezentanților acestui proiect, încărcarea putea fi realizată chiar și la viteze de 100 km/h, iar puterea maximă de încărcare era de 20 kW.

PHEV cu încărcare prin inducție

Implicarea constructorului BMW în Formula E a adus beneficii și publicului general. Nemții nu doar că au dezvoltat generații noi de sisteme electrice de propulsie, dar au pus în garajele clienților de BMW Seria 5 plug-in hybrid posibilitatea achiziționării unui sistem de încărcare wireless.

Practic, germanii au oferit posibilitatea clienților să-și încarce modelul PHEV fără a mai avea nevoie de cabluri. Modulul era format din două componente: un GroundPad care se conecta la wallbox și un CarPad care se atașa mașinii.

Transferul de energie se realiza la o distanță de circa 8 centimetri, iar puterea maximă de încărcare era de 3.2 kW, o valoare decentă pentru un plug-in hybrid. BMW anunța că bateria versiunii 530e iPerformance va fi complet încărcată în circa 3 ore și jumătate, iar eficiența sistemului wireless va fi de aproximativ 85%.

Pentru a poziționa corect mașina deasupra GroundPad-ului, componenta comunica cu sistemul intern al vehiculului și ghida șoferul pe tot parcursul procesului.

La fel ca în cazul celor de la GM, oficialii BMW spun că acel GroundPad este protejat de ploaie și zăpadă. Mai mult, în timpul încărcării, radiațiile electromagnetice sunt limitate la șasiul mașinii, iar în cazul în care sunt detectate diverse probleme, încărcarea se oprește automat. Sistemul de încărcare wireless a fost considerat un proiect pilot, iar nemții l-au rulat doar pentru un număr limitat de clienți din Germania și SUA.

Și Mercedes-Benz a avut un proiect asemănător. Tot cu un plug-in hybrid și tot cu Qualcomm. În cazul constructorului din Stuttgart, același sistem de încărcare wireless a fost gândit pentru clienții de S550e din SUA. Singura diferență comparativ cu serviciul oferit de BMW era eficiența la încărcare. În cazul Mercedes-Benz, oficialii anunțat o eficiență a transferului de energie de 90%.

Ambii constructori au comunicat pe tema încărcării wireless în 2017 și 2018.

De la Qualcomm la WiTricity

WiTricity este o altă companie care a investit de câțiva ani și în partea de încărcare wireless a mașinilor.

Primii pași au fost făcuți mulțumită investiției celor de la Toyota în 2011, iar de-a lungul anilor, compania cu sediul în Watertown, Massachusetts, a strâns suficiente fonduri pentru a dezvolta tehnologii necesare pieței auto. Mai mult decât atât, pentru a-și asigura continuitatea, în februarie 2019, WiTricity a cumpărat platforma Halo de la Qualcomm. Ca urmare a acestei achiziții, WiTricity a avut acces la peste 1.500 de brevete. De cealaltă parte, Qualcomm a devenit acționar minoritar în boardul companiei din Watertown.

În 2018, cu un an înainte de semnarea tranzacției, WiTricity făcuse un pas important: împreună cu Hyundai, compania a expus la Salonul Auto de la Geneva un sistem de încărcare wireless pentru SUV-ul electric Kona. Un an mai târziu, americanii au expus la Consumer Electronics Show un sistem de tipul Vehicle-2-Grid bazat pe un concept electric Honda. În acest caz, sistemul wireless permitea un transfer bidirecțional de energie.

Dar cel mai important pas făcut de WiTricity a fost anul trecut odată cu prezentarea modelului Genesis GV60. Pentru piața din Coreea de Sud, producătorul va oferi în scurt timp un sistem de încărcare wireless realizat împreună cu WiTricity. Tehnologia are la bază soluția prezentată în 2018 la Geneva, însă specialiștii companiei americane spun că lucrează și la o variantă care să permită transferul de energie de la mașină către rețea. Practic, o aplicație asemănătoare cu cea gândită alături de Honda.

Ce altceva se mai pregătește?

Ideea de încărcare wireless a mașinilor electrice a atras câteva proiecte majore în orașele europene.

Anul trecut, două proiecte mari au fost aprobate în Europa. Unul vine din Nottingham, Marea Britanie, iar cel de-al doilea din Oslo, Norvegia. Ambele au ca punct de plecare taxiurile electrice și plug-in hybrid care străbat străzile orașelor.

În Nottingham, Office for Zero Emission Vehicles a fondat proiectul, iar toate mașinile de taxi implicate vor fi colantate în verde și albastru și vor fi inscripționate cu textul: acest taxi se încărcă wireless.

La interior, fiecare mașină va avea pliante cu informații despre încărcarea fără fir a mașinilor electrice. Din proiectul britanic fac parte patru mașini de taxi PHEV și patru electrice. Primele două exemplare au fost echipate cu panouri pentru încărcarea wireless încă de vara trecută, restul urmând să fie echipate în prima parte a anului curent. Anumite locuri de parcare destinate taxiurilor au fost echipate cu ground pads care pot fi folosite de șoferi în timp ce așteaptă clienți.

Prin acest proiect, autoritățile locale își doresc să crească popularitatea mașinilor electrice și, în același timp, să ajute la extinderea infrastructurii de încărcare fără fir.

În Oslo, lucrurile sunt cumva asemănătoare cu cele din Nottingham. Proiectul pus la cale de Fortum și Momentum Dynamics vizează încărcarea prin inducție a taxiurilor. Doar că norvegienii vor ca această încărcare să fie rapidă. Mai precis, ținta lor constă în instalarea unor panouri capabile să livreze 75 kW. Primele semne se vor vedea abia în 2023, anul în care inițiatorii proiectului speră să fie funcționale sistemele wireless din zona gării centrale din Oslo. Ulterior, reprezentanții spun că această soluție ar putea fi extinsă și va putea fi utilizată și de alte mașini electrice, nu doar de cele care funcționează în regim de taxi.

De anul acesta și Volvo se implică într-un proiect similar. Împreună cu compania de taxi Cabonline, suedezii vor instala o serie de sisteme wireless de încărcare în Göteborg, Suedia. La teste vor participa câteva exemplare Volvo XC40 Recharge.

Sistemul va fi asemănător cu cel din Oslo și Nottingham, singura diferență fiind puterea de încărcare a padurilor integrate în asfalt. În cazul celor din Suedia, vorbim despre o putere maximă de 40 kW.

Conform producătorului suedez, mașinile testate vor fi folosite timp de 12 ore pe zi și vor parcurge 100.000 de kilometri pe an. Proiectul susținut de Volvo va avea o durată de 3 ani.

Dar nu acestea au fost primele încercări în materie de electrificare a șoselelor. Primul drum cu încărcare wireless a fost lansat în urmă cu aproape 10 ani în Coreea de Sud, cu mențiunea că acesta a fost gândit pentru o serie de autobuze electrice. Practic, o soluție doar cu circuit închis, nu și pentru public. O soluție apropiată de cea a coreenilor a fost introdusă în Tel Aviv de Electreon. Compania are în derulare 7 proiecte importante în Israel, iar pe lista partenerilor cu care colaborează se află grupul Stellantis și marca Volkswagen. Iar în funcție de gradul de implicare și, bineînțeles, de bugetul de care dispun, aceste companii oferă soluții aftermarket pentru diverse modele electrice deja existente. Un exemplu ar fi Plugless Power, furnizor de paduri de încărcare pentru modelele Tesla.

Încotro ne îndreptăm?

Viziunea multor companii care activează în sector este concentrată pe realizarea unor șosele care să permită încărcarea în mers a mașinilor. Și nu mă refer la autostrăzile electrificate gândite de Siemens – cele care presupun vehicule echipate cu pantograf și cabluri trase pe deasupra – ci la soluții integrate în asfalt.

Universitatea din Cornell a demarat un proiect care are ca scop final dezvoltarea unor drumuri echipate cu încărcare wireless pe care mașinile electrice să le folosească în mers.

Știu, probabil te întrebi dacă asta e soluția pentru un viitor în care vom avea doar mașini electrice. Încărcarea wireless poate reprezenta o mică parte dintr-o infrastructură gândită corect. Cu ce te ajută un astfel de sistem? În primul rând, scapi de cabluri. În al doilea rând, încarci în timp ce mergi, o noutate absolută în transportul de persoane, soluția fiind utilizată până acum exclusiv în transportul aerian militar.

Da, e ceva care ține mai mult de confort.

Dar ce ai spune dacă atunci când ai sta la semafor, bateria mașinii electrice pe care o conduci se încarcă? Și acum imaginează-ți zeci sau sute de astfel de intersecții în oraș. Nu ți s-ar mai părea inutil, nu?

Foto principală: Dreamstime