Швейцария создала инновационную систему зарядки для электробусов с эффективностью 90%, без крупных аккумуляторов и с минимальными временами зарядки.

Электрификация общественного транспорта сталкивается с серьезной проблемой: необходимо обеспечить работу электробусов в течение всего рабочего дня без использования огромных аккумуляторов или длительных остановок для их зарядки. Одна швейцарская компания предлагает иной подход — передачу электроэнергии от дороги к аккумулятору транспортного средства с помощью его собственных колес.

Эта технология, разработанная компанией Winduction, вышедшей из Федеральной политехнической школы Цюриха (ETH), использует беспроводную зарядку по принципу магнитной индукции. Ее цель — использовать обычные остановки городского транспорта для восполнения энергии и снижения зависимости от крупных зарядных установок на парковках.

Как работает электрическая зарядка через колеса

Система Winduction использует два набора катушек. Первый расположен на пластине, установленной на дороге и подключенной к электросети. Второй встроен в специально разработанное шину, предназначенную для приема энергии.

Когда электробус останавливается, и одно из его колес оказывается на пластине, создается магнитное поле, которое позволяет передавать электричество в транспортное средство, а затем — в его аккумулятор. Весь процесс осуществляется без подключения кабелей и использования обычной розетки.

Отличие от других систем индуктивной зарядки заключается в расположении приемных катушек. Вместо того чтобы размещать их в нижней части автомобиля, Winduction интегрирует их в колеса для сокращения расстояния между передатчиком и приемником.

Это расстояние имеет большое значение, поскольку оно влияет на эффективность передачи энергии. Благодаря сближению обоих компонентов компания утверждает, что ее технология обеспечивает эффективность свыше 90% между платой зарядки и автомобилем.

Это означает, что потери во время передачи энергии составят менее 10%, согласно данным разработчиков. Однако этот показатель не следует путать с общей энергоэффективностью автобуса, которая также зависит от других факторов, таких как потери в аккумуляторе и расход энергии системы привода.

Специальная шина без стальных конструкций

Интеграция катушек в колеса представляет собой техническую проблему. Традиционные шины для автобусов содержат стальные ремни, обеспечивающие прочность и устойчивость, но они могут мешать магнитному полю, используемому для передачи электричества.

Решение заключается в создании специальных шин без стали, которые позволят осуществлять передачу энергии без чрезмерных потерь в виде тепла.

Winduction сотрудничает с партнерами над разработкой таких компонентов. Их жизнеспособность будет определяющей для будущего проекта, поскольку шины должны соответствовать требованиям к безопасности, прочности и долговечности, предъявляемым к транспортному средству общественного пользования.

Кроме того, система должна доказать свою рентабельность на протяжении всего срока службы автобуса. Хотя компания считает, что дополнительные затраты на такие шины окажут незначительное влияние на общую стоимость эксплуатации, этот преимущество необходимо оценить в реальных условиях работы.

Меньшие аккумуляторы и снижение затрат для автопарков

Основное потенциальное преимущество этой технологии заключается в возможности распределить процесс зарядки в течение рабочего дня, вместо того чтобы сосредотачивать его ночью на парковках.

В настоящее время многим электрическим автобусам требуются аккумуляторы большой емкости для преодоления их ежедневных маршрутов. Это увеличивает вес транспортного средства, занимает дополнительное пространство и повышает стоимость приобретения. Кроме того, это вынуждает транспортные компании устанавливать зарядные устройства высокой мощности для обслуживания их автопарков.

Благодаря индуктивной зарядке на определённых остановках автобусы смогут восстанавливать часть потребленной энергии во время ожидания для пассажиров. Таким образом станет возможным использовать более маленькие аккумуляторы, снизить вес и уменьшить потребности в мощности зарядных устройств.

Это предложение также может повысить полезную грузоподъёмность транспортного средства и уменьшить необходимость в резервных автобусах, пока другие находятся в состоянии покоя во время зарядки.

Однако результат будет зависеть от особенностей каждой маршрутной линии, частоты проезда, энергопотребления и мощности, которую может обеспечить каждая зарядная площадка.

Всего два пункта зарядки на маршруте из 24 остановок

Winduction приводит в пример автобусный маршрут, соединяющий аэропорт Цюриха с районом Оерликон. По расчётам компании, достаточно будет установить платформы для зарядки на двух из 24 остановок маршрута.

В таком случае транспортные средства смогут заряжаться примерно три часа в течение 16-часового рабочего дня.

Это предложение позволит распределить электрический спрос в течение дня и снизить необходимость одновременной зарядки большого количества автобусов на парковках. Кроме того, оно может способствовать более эффективному использованию электроэнергии в часы максимальной солнечной выработки.

Эти цифры относятся к конкретному случаю, изученному компанией, и не являются гарантией того, что любой автобус сможет функционировать при наличии всего двух точек зарядки. Возможность использования будет зависеть от конкретных условий каждого сервиса.

Первые тесты с пассажирами запланированы на 2028 год

Технология все еще находится в стадии разработки и пока не применяется в коммерческих масштабах. Winduction готовит тестовые установки в Винтертуре, Швейцария, чтобы проверить совместную работу различных компонентов и двигаться к созданию автобуса, полностью адаптированного под эту систему.

Компания планирует начать свой первый пилотный проект в 2028 году с целью протестировать технологию в реальных условиях и перевозить пассажиров.

До тех пор предстоит проверить такие ключевые аспекты, как долговечность специальных шин, надежность зарядки во время остановок, расходы на техническое обслуживание и фактическая экономия средств.

Если тесты подтвердят прогнозы, индуктивная зарядка через колеса может стать альтернативой для определенных городских маршрутов. Ее основной преимуществом будет не устранение аккумуляторов, а сокращение их размера и использование времени остановок для восполнения энергии без прерывания обслуживания.