Trådlös laddning för elbil

Så fungerar det

Trådlös laddning (induktiv laddning) genomförs via en laddningsplatta som monteras i marken i exempelvis ett garage eller på en parkeringsplats. I laddplattan finns en spole och när bilen parkeras exakt ovanför plattan skapas ett magnetfält från spolen till sekundärspolen på bilen.

Sekundärspolen är idag ungefär i storlek med ett A3-papper och monteras under bilen, oftast mot bagaget. I bilen omvandlas energin till växelström som tillförs till den inbyggda laddaren till batteriet.

Ny teknik ger högre verkningsgrad

Ett tidigt problem med trådlös laddning var den låga verkningsgraden. Med andra ord var förlusten av energi stor i förhållande till vad som kunde överföras till batteriet. Men även här har forskningen gett stora resultat.

För ett par år sedan visade det amerikanska företaget Oak Ridge National Laboratory en teknisk lösning med laddare på 20kW som hade en verkningsgrad på 97%. Bara några år senare hade effekten ökats till 120kW och verkningsgraden ökat ytterligare. Därmed hade de nått upp i samma nivå som en snabbladdare med sladd.

Utöver att öka effekten har företaget även tittat på dynamiska lösningar vilket skulle kunna innebära att laddning kan ske under färd.

Målet med dynamiska laddning är att det ska kunna ske i motorvägshastighet, säger Vada Galigekere, projektledare på ORNL.

Finns redan för personbilar och kollektivtrafik

Flera biltillverkare har redan lanserat sladdlös laddning till vissa av sina modeller. Ett exempel är BMW 530e Performance vars lösning lanserades 2018 efter minst fyra års forskning och utveckling. I början erbjöds däremot enbart tjänsten för leasingbilar i Tyskland.

Laddningsplattan placeras exempelvis på garagegolvet. På undersidan av bilen sitter en platta och när dessa är exakt ovanför varandra påbörjas laddningen med 3,2 kW vilket innebär att full laddning nås efter 3,5 timmar.

Att trådlös laddning kommer att introduceras, i större omfattning, är troligtvis enbart en tidsfråga. Det finns redan flera tekniska lösningar där fördelen bland annat används inom kollektivtrafiken. I den tyska staden Braunschweig används laddningsalternativet för linjebussar. Under den tid som busschauffören har rast laddas batteriet på bussen med 200kW vilket därmed räcker till kommande rast och laddning.

Ett annat exempel är hur finska Wärtsiläs snabbladdar färjor med trådlös laddning. I Sverige har Trafikverket testat ett par olika lösningar för att ladda hybridfärjor.

En mer futuristisk lösning presenterades av Hyundai på CES-mässan 2019. För att maximera laddningsplatserna har bilföretaget skapat en applikation till bilen som kan kommunicera med parkeringshusets laddningssystem.

Önskas laddning kör föraren fram bilen till en position varpå bilen sedan, via kommunikationssystemet, själv kör till en ledig laddningsplats. Via appen kan ägaren se hur mycket batteriet är laddat och vid fulladdning körs bilen automatiskt till en ordinarie parkeringsplats där den hämtas.

Kommer självkörande bilar med automatisk trådlös laddning vara framtiden? Det hävdar i alla fall Hyundai som planerar att lansera den tekniska lösningen kring 2025.

Kan lösa räckviddsproblemet

Att biltillverkare och elproducenter forskar inom området handlar inte bara om att hitta smidigare lösningar för laddning. Framförallt skulle innovationer kunna lösa det ”största” problemet med elbilar – räckvidden. Samtidigt kan förenklad laddning eventuellt påskynda utvecklingen mot ett fossilfritt bilägande.

Trådlös laddning är inte bara smidigt – det kan vara en riktigt bra lösning för att snabba på omställningen./ Erik Söderholm, Mestmotor.se

Skulle bilarna kunna laddas trådlöst och automatiskt skulle räckvidden kunna beräknas till betydligt längre än idag. En lösning skulle kunna vara att laddning sker vid parkeringsljus, på vissa platser i parkeringshus eller vid mataffärer. Detta utan att föraren aktivt behöver ansluta någon sladd.

Men det kräver i så fall en stor utbyggnad av dessa automatiska laddningsstationer. Skulle utbyggnaden ske skulle sladdladdning enbart behöva genomföras inför längre resor. Resterande del skulle automatisk trådlös laddning räcka för löpande laddning.

Att uppnå en laddningsgrad på 60–70 procent under körning i stadstrafik är full rimligt /Wolksvagen.se

Att det blir enklare att ladda kan även innebära att fler utnyttjar hybridbilarnas batterimöjlighet. Det är lätt att hoppa över att sätta in laddsladden för att ladda batteriet inför en 1 - 2 mils resa. Då är det bekvämare att förlita sig på det alternativa drivmedlet. Skulle däremot laddningen ske automatiskt så fort bilen ställs in i garaget kommer batteriet används oftare.

Nästa steg - Dynamisk sladdlös laddning

Dynamisk laddning innebär att elbilen kan laddas under färd. Därmed behöver bilägaren inte förlita sig på att det finns laddningsplatser med jämna mellanrum vid en längre körsträcka.

Den tekniska lösningen liknar den trådlösa laddning som kan ske i garage eller på en parkeringsplats. I detta fall är elektromagnetiska spolar nedgrävda i vägbanan under en längre sträcka och när bilen kör över vägbanan interagerar dessa med de spolar som finns på undersidan av bilen. Ett problem har däremot varit att överföring bara kunnat ske om avståndet mellan spolarna varit statiskt. Detta har lösts genom att tekniken kompenserar de variationer som uppstår.

Ett storskaligt testprojekt med denna lösning drivs av Renault, Qualcomm och Vedecom. På en 100 lång bana har spolar monterats vilka kan ladda bilar även i de högre hastigheterna.

Ordbok

• Snack Charging – Många och korta laddningstillfällen
• Induktiv laddning – Laddning som sker via spolar, dvs utan sladd
• Dynamisk trådlös laddning – Laddning som kan ske trots att bilen är i rörelse

Datum för publicering: 22 juni 2022