هوندا جاده‌ای می‌سازد که خودروهای برقی را هنگام حرکت شارژ می‌کند
هوندا با همکاری دو شرکت ژاپنی، فناوری جدیدی برای شارژ بی‌سیم خودروهای برقی هنگام حرکت توسعه می‌دهد. این سیستم که برای خودروهای سواری و به‌ویژه کامیون‌های برقی طراحی شده، می‌تواند تا ۱۵۰ کیلووات توان را در حین رانندگی منتقل کند. پست هوندا جاده‌ای می‌سازد که خودروهای برقی را هنگام حرکت شارژ می‌کند اولین بار در سفیر ارجان ظاهر شد.
به گزارش سفیر ارجان ، تصور کنید یک خودروی برقی بدون آن که در ایستگاه شارژ توقف کند، در طول مسیر انرژی مورد نیاز خود را دریافت کند. هوندا در حال توسعه فناوری‌ای است که می‌تواند چنین ایده‌ای را به بخشی از زیرساخت حمل‌ونقل آینده تبدیل کند.
این خودروساز ژاپنی با همکاری شرکت‌های Taisei و Taisei Rotec روی فناوری «انتقال توان بی‌سیم پویا» یا DWPT کار می‌کند؛ سامانه‌ای که برای انتقال برق از تجهیزات نصب‌شده در سطح جاده به خودروهای برقی در حال حرکت طراحی شده است.
شرکت‌های حاضر در این پروژه قصد دارند آزمایش‌های نمایشی این فناوری را در سال مالی ۲۰۲۷ ژاپن آغاز کنند؛ سال مالی‌ای که از ۱ آوریل ۲۰۲۷ شروع می‌شود.
جاده شارژ بی‌سیم هوندا چگونه کار می‌کند؟
فناوری موردنظر هوندا بر اساس پدیده کوپلینگ مغناطیسی عمل می‌کند. سیم‌پیچ‌های فرستنده درون یا زیر سطح جاده قرار می‌گیرند و هنگامی که خودروی مجهز به گیرنده مناسب از روی آنها عبور می‌کند، انرژی الکتریکی را از طریق میدان مغناطیسی به خودرو منتقل می‌کنند.
در طرف خودرو نیز یک گیرنده مخصوص قرار دارد که انرژی دریافت‌شده را به سیستم برق خودرو و سپس باتری منتقل می‌کند. به این ترتیب، خودرو می‌تواند بدون اتصال فیزیکی به کابل و در حالی که در حال حرکت است، بخشی از انرژی مورد نیاز خود را دریافت کند.
هوندا از سال ۲۰۲۱ تحقیقات خود را در زمینه انتقال توان بی‌سیم پویا آغاز کرده و اکنون با ترکیب فناوری سه شرکت، به دنبال توسعه سامانه‌ای است که بتواند برای خودروهای برقی سواری و وسایل نقلیه تجاری بزرگ مورد استفاده قرار گیرد.
سه شرکت، سه بخش از فناوری را توسعه می‌دهند
در این پروژه، هر یک از شرکت‌ها مسئول بخشی از فناوری هستند. هوندا روی واحدهای فرستنده و گیرنده توان با چگالی بالا کار می‌کند که با سیستم توزیع برق مستقیم یا DC سازگار هستند.
شرکت Taisei نیز در حال توسعه یک سیستم منبع تغذیه DC با واکنش سریع است، در حالی که Taisei Rotec فناوری لازم برای نصب تجهیزات شارژ در ساختار آسفالت و روسازی جاده را فراهم می‌کند.
یکی از ویژگی‌های طراحی جدید، ترکیب اینورتر و سیم‌پیچ در یک واحد زمینی است. این ساختار به گفته توسعه‌دهندگان می‌تواند انتقال برق بی‌سیم با توان بالا را پایدارتر و سریع‌تر کند و در عین حال، پیچیدگی تجهیزات الکتریکی نصب‌شده در جاده را کاهش دهد.
تمرکز ویژه بر کامیون‌های برقی ۲۰ تنی
یکی از مهم‌ترین اهداف این پروژه، استفاده از فناوری شارژ بی‌سیم برای خودروهای تجاری سنگین است. کامیون‌های برقی به دلیل وزن بالا و مسافت‌های طولانی، به باتری‌های بسیار بزرگ نیاز دارند و زمان شارژ می‌تواند تأثیر مستقیمی بر بهره‌وری آنها داشته باشد.
هوندا و شرکای آن در حال بررسی این موضوع هستند که تجهیزات شارژ نصب‌شده در جاده و آسفالت اطراف آن تا چه اندازه می‌توانند بار ناشی از عبور خودروهای سنگین با وزن تقریبی ۲۰ تن را تحمل کنند.
از سوی دیگر، سامانه باید بتواند هنگام حرکت خودرو با سرعت بالا، برق را با توان زیاد و به شکل پایدار منتقل کند. این موضوع یکی از چالش‌های اصلی توسعه جاده‌های شارژ بی‌سیم محسوب می‌شود.
سیستم پیشنهادی از سه بخش اصلی تشکیل شده است: منبع تغذیه DC در کنار یا زیر جاده، واحدهای زمینی مجهز به فرستنده‌های برق و مجموعه‌ای روی خودرو که وظیفه دریافت انرژی را بر عهده دارد.
توسعه‌دهندگان قصد دارند در آزمایش‌های آینده، انتقال انرژی را در سطوحی تا ۱۵۰ کیلووات بررسی کنند. این سطح از توان به‌طور ویژه برای استفاده احتمالی در خودروهای تجاری سنگین اهمیت دارد.
در صورت دستیابی به انتقال پایدار چنین توانی، کامیون‌های برقی می‌توانند در برخی مسیرهای پرتردد بخشی از انرژی مصرفی خود را مستقیماً از جاده دریافت کنند و در نتیجه، وابستگی آنها به توقف‌های طولانی برای شارژ کاهش یابد.
یکی از نکات مهم در طراحی هوندا، تلاش برای ساده‌تر کردن فرآیند نصب تجهیزات است. واحدهای شارژ زمینی می‌توانند با استفاده از روش‌های فرزکاری و جاسازی در روسازی موجود، در ساختار جاده قرار گیرند.
این قابلیت می‌تواند استفاده از فناوری را هنگام ساخت جاده‌های جدید یا بازسازی و روکش کردن جاده‌های موجود آسان‌تر کند. البته دوام تجهیزات در برابر ترافیک سنگین، شرایط آب‌وهوایی و فرسایش جاده همچنان باید در آزمایش‌های طولانی‌مدت بررسی شود.
آزمایش یک میلیون بار عبور چرخ
مرحله مهم بعدی پروژه، ساخت یک جاده آزمایشی اختصاصی است که برنامه‌ریزی شده از اواخر سال ۲۰۲۶ ساخته شود.
هوندا و شرکای آن قصد دارند در این مسیر آزمایشی، دوام سیستم را در شرایطی معادل حدود یک میلیون بار عبور چرخ بررسی کنند. علاوه بر آزمایش دوام، عملکرد انتقال بی‌سیم انرژی و موضوعاتی مانند احتمال نشت میدان‌های الکترومغناطیسی نیز ارزیابی خواهد شد.
این آزمایش‌ها اهمیت زیادی دارند، زیرا تجهیزات شارژ در جاده باید برای مدت طولانی در معرض وزن و فشار خودروهای متعدد قرار داشته باشند و در عین حال بتوانند عملکرد الکتریکی خود را حفظ کنند.
حرکت به سمت آزمایش در جاده‌های عمومی
پس از آزمایش‌های کنترل‌شده، هوندا و شرکای آن قصد دارند فناوری را در شرایط واقعی جاده نیز بررسی کنند. آزمایش‌های نمایشی در جاده‌های عمومی از سال مالی ۲۰۲۷ ژاپن به بعد برنامه‌ریزی شده است.
این شرکت‌ها همچنین قصد دارند در پروژه‌ای موسوم به Tateyama مشارکت کنند؛ پروژه‌ای برای آزمایش انتقال توان بی‌سیم پویا که توسط شرکت بزرگراه شرق نیپون در بزرگراه Tateyama در استان چیبا ژاپن دنبال می‌شود.
اجرای آزمایش در محیط واقعی می‌تواند اطلاعات مهمی درباره عملکرد سیستم در برابر ترافیک، شرایط آب‌وهوایی، سرعت‌های مختلف و استفاده مداوم از زیرساخت ارائه کند.
آیا جاده‌های شارژ می‌توانند اندازه باتری خودروها را کاهش دهند؟
یکی از مهم‌ترین پیامدهای احتمالی این فناوری، تغییر در نحوه طراحی خودروهای برقی است. در حال حاضر، افزایش برد خودروهای برقی معمولاً به معنای استفاده از باتری‌های بزرگ‌تر و سنگین‌تر است.
اما اگر خودرو بتواند در بخش‌هایی از مسیر انرژی مورد نیاز خود را از جاده دریافت کند، ممکن است نیاز به استفاده از باتری‌های بسیار بزرگ کاهش پیدا کند. این موضوع می‌تواند به کاهش وزن خودرو و استفاده کارآمدتر از ظرفیت باتری منجر شود.
این ایده برای کامیون‌های برقی اهمیت بیشتری دارد. خودروهای تجاری سنگین برای طی مسافت‌های طولانی به باتری‌های بزرگ نیاز دارند و توقف برای شارژ می‌تواند زمان فعالیت آنها را کاهش دهد. جاده‌ای که بتواند هنگام حرکت انرژی را به کامیون منتقل کند، می‌تواند هم مسئله ظرفیت باتری و هم زمان توقف را تا حدی کاهش دهد.
فناوری هنوز در مرحله توسعه است
با وجود چشم‌انداز این فناوری، جاده‌های شارژ بی‌سیم هنوز به مرحله استفاده گسترده نرسیده‌اند. ایجاد چنین زیرساختی نیازمند سرمایه‌گذاری قابل توجه، بازطراحی بخش‌هایی از جاده‌ها، هماهنگی با شبکه برق و تدوین استانداردهای فنی و ایمنی است.
همچنین باید مشخص شود که هزینه نصب و نگهداری تجهیزات شارژ در جاده در مقایسه با مزایای آن برای کاربران و اپراتورهای حمل‌ونقل چقدر خواهد بود.
با این حال، برنامه آزمایش جاده‌های عمومی در سال ۲۰۲۷ می‌تواند یکی از مهم‌ترین مراحل برای تبدیل ایده شارژ بی‌سیم پویا از یک فناوری آزمایشگاهی به بخشی از زیرساخت واقعی حمل‌ونقل باشد.
هوندا با همکاری Taisei و Taisei Rotec در حال توسعه فناوری‌ای است که می‌تواند مفهوم شارژ خودروهای برقی را تغییر دهد. در این طرح، به جای آنکه خودرو برای دریافت انرژی متوقف شود، تجهیزات نصب‌شده در جاده برق را در هنگام حرکت به خودرو منتقل می‌کنند.
آزمایش انتقال توان تا ۱۵۰ کیلووات، بررسی دوام معادل یک میلیون بار عبور چرخ، آزمایش خودروهای تجاری با وزن حدود ۲۰ تن و آغاز آزمایش‌های نمایشی در جاده‌های عمومی از سال مالی ۲۰۲۷، نشان می‌دهد پروژه وارد مرحله جدی‌تری از توسعه شده است.
اگر آزمایش‌های آینده موفق باشند، جاده‌های شارژ بی‌سیم می‌توانند به‌ویژه برای کامیون‌ها و ناوگان حمل‌ونقل پرتردد کاربرد داشته باشند و با کاهش نیاز به توقف‌های طولانی برای شارژ، مسیر تازه‌ای برای توسعه خودروهای برقی ایجاد کنند. البته تجاری‌سازی گسترده این فناوری همچنان به حل چالش‌های هزینه، دوام، ایمنی و توسعه زیرساخت وابسته است.