Электромобили: кабель и розетка или индукционная катушка?

В том, что электромобилю принадлежит будущее, едины все. А вот относительно оптимального способа зарядки его аккумуляторов существуют разные мнения. Одно из возможных технических решений - электромагнитная индукция.

В том, что будущее принадлежит электромобилю, сегодня уже, пожалуй, никто не сомневается. Правда, на пути к этому светлому завтра инженерам предстоит преодолеть еще немало трудностей - прежде всего, резко повысить технические характеристики аккумуляторов. Но в том, как их заряжать, сомнений вроде бы ни у кого не возникает: конечно, от розетки. Конструкторы расходятся разве что в том, где ее монтировать - то ли в машине (тогда кабелем нужно оборудовать заправочную колонку), то ли в заправочной колонке (тогда кабелем должен быть оборудован электромобиль), то ли и там, и тут (тогда кабель с двумя вилками на концах становится автономной принадлежностью).

Между тем, существует и иной - бесконтактный - способ зарядки аккумулятора. "Из всех имеющихся у меня дома электроприборов всегда полностью заряжена только электрическая зубная щетка, - говорит новозеландский инженер Энтони Томсон (Anthony Tomson), сотрудник компании UniServices при Оклендском университете. - А ведь ей никакого кабеля не нужно. Ее просто ставят в базу, и она заряжается посредством индукции".

Электромобиль - та же зубная щетка

Именно этот принцип Томсон и его коллеги положили в основу своей системы зарядки электромобилей, тем более что их фирма вот уже 20 лет занимается разработкой промышленных систем бескабельной передачи электроэнергии. В ходе экспериментов с моделью электромобиля в натуральную величину принцип уже доказал свою работоспособность. Выглядит эксперимент так: в пол гаража вмонтирована большая квадратная пластиковая плита, а внутри нее заключена катушка, подключенная к электросети. При пропускании по катушке тока образуется переменное магнитное поле - наподобие того, как это происходит в индукционных варочных панелях. А в днище электромобиля вмонтирована вторая плита с такой же катушкой, и в ней под действием внешнего магнитного поля индуцируется электрический ток. Стоит подать ток на первичную обмотку, как в модели тотчас загораются обе фары мощностью в 1000 ватт каждая.

Впрочем, практическая эксплуатация такой системы может натолкнуться на ряд трудностей. Если вернуться к сравнению с электрической зубной щеткой, сразу приходит на ум то обстоятельство, что ее для зарядки надо ставить в базу не кое-как, а точно в предусмотренную для этого выемку. Трудно ожидать от водителя, чтобы он ставил свой электромобиль на подзарядку с такой же филигранной точностью.

"Это одна из самых интересных задач, над решением которой мы работаем: как обеспечить индукцию тока при смещенном положении машины по отношению к катушке в полу, - говорит Энтони Томсон. - Нельзя же требовать от водителя, чтобы он парковался с точностью до миллиметра. В экспериментах мы сдвигали нашу модель на весьма значительное расстояние от оптимального положения. Индуктивная связь при этом, конечно же, слабела, нагрузка на сеть снижалась, но процесс зарядки не прерывался, а только замедлялся".

Водителю не обязательно быть снайпером

Конечно, все имеет свои пределы. Если откатить машину слишком далеко от зарядной катушки в полу, поток энергии снизился бы до неприемлемого уровня. Поэтому Энтони Томсон оборудовал свою экспериментальную модель сенсором, который в подобных случаях вообще блокирует зарядку, и на приборной панели загорается красный светодиод. "Сегодня коэффициент полезного действия такой системы индукционной зарядки достигает 85 процентов, - говорит новозеландский инженер, - а широко распространенное представление, будто КПД таких систем не превышает 40 процентов - просто миф. Мы получим и 86, и 87, и 88 процентов!"

Сегодня в Италии уже находятся в эксплуатации две такие станции зарядки для туристических автобусов с электроприводом. Первичная катушка упрятана в дорожное покрытие на конечной остановке, и автобусы заряжаются, пока одни пассажиры выходят из салона, а другие входят. Сегодня разработчики ищут город, в котором можно было бы провести крупномасштабный эксперимент. Но инженеры задумываются уже о послезавтрашнем дне: они планируют систему, которая позволила бы электромобилям заряжаться непосредственно в процессе езды. Тогда катушки в полу гаража уступят место специальным индукционным контурам в дорожном покрытии на определенных участках автотрассы. Но это дело более отдаленного будущего.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман

DW