هوندا تبني طريقاً يشحن السيارات الكهربائية أثناء السير

تطوّر هوندا بالتعاون مع شركتين يابانيتين تقنية جديدة لشحن السيارات الكهربائية لاسلكياً أثناء السير. صُمم هذا النظام للسيارات الركاب وبخاصة الشاحنات الكهربائية، ويمكنه نقل طاقة تصل إلى 150 كيلوواط أثناء القيادة.

وبحسب السفير أرجان، تخيل سيارة كهربائية تحصل على الطاقة التي تحتاجها على طول الطريق دون التوقف عند محطة الشحن. تعمل شركة هوندا على تطوير التكنولوجيا التي يمكن أن تجعل مثل هذه الفكرة جزءًا من البنية التحتية لوسائل النقل في المستقبل.

تعمل شركة صناعة السيارات اليابانية مع Taisei وTaisei Rotec على تقنية "Dynamic Wireless Power Transfer" أو تقنية DWPT؛ نظام مصمم لنقل الكهرباء من المعدات المثبتة على سطح الطريق إلى المركبات الكهربائية المتحركة.

تخطط الشركات المشاركة في هذا المشروع لبدء الاختبارات التجريبية لهذه التكنولوجيا في السنة المالية اليابانية 2027؛ السنة المالية تبدأ في 1 أبريل 2027.

كيف يعمل طريق الشحن اللاسلكي من هوندا؟

تعتمد تقنية هوندا على ظاهرة الاقتران المغناطيسي. يتم وضع ملفات الإرسال في سطح الطريق أو تحته وعندما تمر فوقها مركبة مجهزة بجهاز الاستقبال المناسب، فإنها تنقل الطاقة الكهربائية إلى السيارة من خلال مجال مغناطيسي.

ويوجد أيضًا جهاز استقبال خاص على جانب السيارة يقوم بنقل الطاقة المستقبلة إلى النظام الكهربائي للسيارة ومن ثم إلى البطارية. وبهذه الطريقة تستطيع السيارة الحصول على جزء من الطاقة التي تحتاجها دون أن تكون متصلة فعلياً بالكابل وأثناء تحركها.

بدأت هوندا أبحاثها في مجال نقل الطاقة اللاسلكي الديناميكي منذ عام 2021، والآن، من خلال الجمع بين تكنولوجيا الشركات الثلاث، تتطلع إلى تطوير نظام يمكن استخدامه لسيارات الركاب الكهربائية والمركبات التجارية الكبيرة.

تقوم ثلاث شركات بتطوير ثلاثة مجالات للتكنولوجيا

في هذا المشروع، كل شركة مسؤولة عن جزء من التكنولوجيا. تعمل هوندا على وحدات إرسال واستقبال الطاقة عالية الكثافة المتوافقة مع أنظمة توزيع الطاقة ذات التيار المباشر أو التيار المستمر.

وتقوم Taisei أيضًا بتطوير نظام إمداد طاقة DC سريع التفاعل، بينما توفر Taisei Rotec التكنولوجيا اللازمة لتركيب معدات الشحن في هياكل الأسفلت وأرصفة الطرق.

ومن ميزات التصميم الجديد الجمع بين العاكس واللف في وحدة أرضية واحدة. هذا الهيكل، وفقا للمطورين، يمكن أن يجعل نقل الطاقة اللاسلكية عالية الطاقة أكثر استقرارا وأسرع، مع تقليل تعقيد المعدات الكهربائية المثبتة على الطريق.

التركيز بشكل خاص على الشاحنات الكهربائية 20 طن

ومن أهم أهداف هذا المشروع هو استخدام تقنية الشحن اللاسلكي للمركبات التجارية الثقيلة. تحتاج الشاحنات الكهربائية إلى بطاريات كبيرة جدًا نظرًا لوزنها الكبير ومسافاتها الطويلة، ويمكن أن يكون لوقت الشحن تأثير مباشر على إنتاجيتها.

تقوم شركة هوندا وشركاؤها بالتحقيق في مدى قدرة معدات الشحن المثبتة على الطريق والإسفلت المحيط به على تحمل الحمولة الناتجة عن مرور مركبات ثقيلة تزن حوالي 20 طناً.

ومن ناحية أخرى، يجب أن يكون النظام قادراً على نقل الكهرباء بقوة عالية وبطريقة مستقرة عندما تتحرك السيارة بسرعة عالية. تعد هذه المشكلة أحد التحديات الرئيسية لتطوير طرق الشحن اللاسلكي.

ويتكون النظام المقترح من ثلاثة أجزاء رئيسية: مصدر طاقة مستمر على جانب الطريق أو تحته، ووحدات أرضية مجهزة بأجهزة إرسال الطاقة، ومجموعة على متن الطائرة مسؤولة عن استقبال الطاقة.

ويخطط المطورون لدراسة نقل الطاقة عند مستويات تصل إلى 150 كيلووات في التجارب المستقبلية. هذا المستوى من القوة مهم بشكل خاص للاستخدام المحتمل في المركبات التجارية الثقيلة.

وإذا أمكن تحقيق النقل المستدام لهذه الطاقة، فمن الممكن أن تحصل الشاحنات الكهربائية على جزء من استهلاكها للطاقة مباشرة من الطريق على بعض الطرق ذات الازدحام الشديد، وبالتالي تقليل اعتمادها على محطات التوقف الطويلة للشحن.

إحدى النقاط المهمة في تصميم هوندا هي محاولة تبسيط عملية تركيب المعدات. يمكن وضع وحدات الشحن الأرضية في هيكل الطريق باستخدام طرق الطحن والتضمين في الرصيف الحالي.

يمكن لهذه القدرة أن تجعل استخدام التكنولوجيا أسهل عند بناء طرق جديدة أو إعادة تأهيل الطرق الحالية وإعادة تعبيدها. ومع ذلك، يجب فحص متانة المعدات في مواجهة حركة المرور الكثيفة والظروف الجوية وتآكل الطرق من خلال اختبارات طويلة المدى.

اختبار مليون تمريرة للعجلة

وتتمثل المرحلة المهمة التالية من المشروع في إنشاء طريق اختباري مخصص، ومن المقرر بناؤه في أواخر عام 2026.

وتعتزم شركة هوندا وشركاؤها التحقق من متانة النظام في ظروف تعادل حوالي مليون تمريرة للعجلة في مسار الاختبار هذا. بالإضافة إلى اختبار المتانة، سيتم أيضًا تقييم أداء نقل الطاقة اللاسلكية وقضايا مثل إمكانية تسرب المجالات الكهرومغناطيسية.

ولهذه الاختبارات أهمية كبيرة، لأن معدات الشحن الموجودة على الطريق يجب أن تتعرض لوزن وضغط المركبات المتعددة لفترة طويلة وفي نفس الوقت تكون قادرة على الحفاظ على أدائها الكهربائي.

الانتقال إلى الاختبار على الطرق العامة

وبعد الاختبارات الخاضعة للرقابة، تخطط هوندا وشركاؤها لاختبار التكنولوجيا في ظروف الطريق الحقيقية. ومن المقرر إجراء اختبارات توضيحية على الطرق العامة اعتبارًا من السنة المالية 2027 في اليابان فصاعدًا.

وتخطط هذه الشركات أيضًا للمشاركة في مشروع يسمى Tateyama؛ مشروع لاختبار نقل الطاقة اللاسلكية الديناميكي الذي تتبعه شركة East Nippon Expressway Corporation على طريق Tateyama السريع في محافظة تشيبا، اليابان.

يمكن أن يوفر إجراء الاختبار في البيئة الحقيقية معلومات مهمة حول أداء النظام في مواجهة حركة المرور والظروف الجوية والسرعات المختلفة والاستخدام المستمر للبنية التحتية.

هل يمكن لشحن الطرق أن يقلل من حجم بطاريات السيارات؟

ومن أهم النتائج المحتملة لهذه التكنولوجيا هو التغيير في طريقة تصميم السيارات الكهربائية. في الوقت الحالي، عادةً ما يعني زيادة نطاق السيارات الكهربائية استخدام بطاريات أكبر وأثقل.

لكن إذا تمكنت السيارة من الحصول على الطاقة التي تحتاجها من الطريق في أجزاء من الطريق، فقد تقل الحاجة إلى استخدام بطاريات كبيرة جدًا. يمكن أن يؤدي ذلك إلى انخفاض وزن السيارة واستخدام أكثر كفاءة لسعة البطارية.

هذه الفكرة أكثر أهمية بالنسبة للشاحنات الكهربائية. تحتاج المركبات التجارية الثقيلة إلى بطاريات كبيرة للسفر لمسافات طويلة، كما أن التوقف للشحن يمكن أن يقلل من وقت تشغيلها. يمكن للطريق الذي يمكنه نقل الطاقة إلى الشاحنة أثناء تحركها أن يقلل من مشكلات سعة البطارية ووقت التوقف عن العمل إلى حد ما.

التكنولوجيا لا تزال في التطوير

وعلى الرغم من وعد هذه التكنولوجيا، فإن طرق الشحن اللاسلكي لم تصل بعد إلى مرحلة الاستخدام على نطاق واسع. ويتطلب إنشاء مثل هذه البنية التحتية استثمارات كبيرة، وإعادة تصميم أجزاء من الطرق، والتنسيق مع شبكة الكهرباء، وتطوير المعايير الفنية ومعايير السلامة.

وينبغي أيضًا تحديد مقدار مقارنة تكلفة تركيب وصيانة معدات الشحن على الطريق بفوائدها للمستخدمين ومشغلي النقل.

ومع ذلك، فإن برنامج اختبار الطرق العامة في عام 2027 يمكن أن يكون أحد أهم الخطوات لتحويل فكرة الشحن اللاسلكي الديناميكي من تقنية مخبرية إلى جزء من البنية التحتية الحقيقية للنقل.

تعمل شركة هوندا، بالتعاون مع شركتي Taisei وTaisei Rotec، على تطوير تقنية يمكن أن تغير مفهوم شحن السيارات الكهربائية. في هذه الخطة، بدلاً من توقف السيارة لتلقي الطاقة، تقوم المعدات المثبتة على الطريق بنقل الكهرباء إلى السيارة أثناء تحركها.

ويظهر اختبار نقل الطاقة حتى 150 كيلوواط، واختبار المتانة الذي يعادل مليون تمريرة عجلة، واختبار المركبات التجارية التي تزن حوالي 20 طنا وبدء الاختبارات التجريبية على الطرق العامة اعتبارا من السنة المالية 2027، أن المشروع دخل مرحلة أكثر جدية من التطوير.

إذا نجحت الاختبارات المستقبلية، فقد تكون طرق الشحن اللاسلكي مفيدة بشكل خاص للشاحنات والأساطيل ذات الحركة المرورية العالية، مما يمهد الطريق لتطوير السيارات الكهربائية عن طريق تقليل الحاجة إلى التوقف لفترات طويلة للشحن. ومع ذلك، لا يزال التسويق التجاري لهذه التكنولوجيا على نطاق واسع يعتمد على حل تحديات التكلفة والمتانة والسلامة وتطوير البنية التحتية.