Сегодня главная цель разработчиков — создать универсальные решения, которые позволят сделать быструю зарядку электрокаров максимально доступной. Ученые корейского Института фундаментальной науки предложили использовать квантовую запутанность, чтобы заряжать батареи быстрее. Суть явления в том, что частицы, кванты, связаны друг с другом: если свойства одной из них меняются, это одновременно вызывает изменения у другой, даже если она находится на большом расстоянии.

Если переложить явление квантовой запутанности на зарядку электромобилей, то ячейки аккумулятора начнут накапливать энергию одновременно, а не последовательно, как это происходит сейчас. Тогда полная зарядка от обычной сети будет занимать 3–5 минут вместо 10 часов, а время пополнения батареи на станциях и вовсе сократится до нескольких секунд. Такие технологии зарядки электромобилей пока не применяются на практике, но открывают новые горизонты в развитии всей отрасли.

Супербыстрые зарядные станции

Сценарии быстрой зарядки электрокаров особенно важны для тех, кто активно использует машину в городе и не может позволить себе длительные остановки. Инфраструктура зарядных станций развивается в сторону повышения скорости и безопасности зарядки.

Разработаны версии быстрых зарядных станций электрокаров, которые подают постоянный ток мощностью до 350 киловатт прямо к батарее. Они способны зарядить аккумулятор до 80% за 10–15 минут, что значительно повышает запас хода электромобиля.

Быстрые зарядные станции заряжают любой электромобиль за 25–30 минут. Технологии, которые позволяют заправить электрокар за 10–15 минут, есть, но пока встречаются редко.

Проблема метода в том, что на зарядку последних 20% по-прежнему нужно много времени. Ограничения связаны с особенностью батарей: скорость зарядки снижают, чтобы не перегреть аккумулятор и максимально продлить срок его службы.

«Заряженные» дороги

Израильская компания Electreon предложила строить дороги со встроенными катушками индуктивности и уже реализовала пилотные проекты в Израиле, Италии, Швеции, Германии и США. Медные катушки утапливают в дорожное покрытие на восемь сантиметров. При проезде по таким трассам электромобили заряжаются на ходу — водителям не нужно останавливаться и тратить время на пополнение батарей.

Метод эффективный — по словам специалистов компании, его КПД не ниже 90%. Есть и минус: прокладка таких трасс сложна, из-за чего стоимость километра «индукционной» дороги достигает 1,25 миллиона долларов.

Пока «заряженные» дороги не могут полностью заменить привычные формы зарядки электрокаров, но способны дополнять их в городах и районах будущего.

«Холодный» кабель

NASA и Университет Пердью разработали кабель, который передает электрический ток силой до 2400 ампер (медная проводка в квартирах обычно рассчитана примерно на 30 ампер). Чтобы кабель не перегорел, ученые поместили его в теплоотводящий контур с переохлажденной жидкостью. Ее температура ниже той, при которой жидкость кристаллизуется, для чего ее охлаждают очень-очень быстро.

По расчетам ученых, новая технология позволит заряжать электромобиль за пять минут. Она подойдет для массовой зарядки электрокаров в аэропортах, на трассах, на транспортно-пересадочных узлах и центрах транспортировки грузов. Однако чтобы ее внедрить, придется серьезно поработать над безопасностью и конструкцией «холодных» станций.

Японские учёные разработали систему, которая может изменить всё. В Университете Тиба создали технологию беспроводной передачи энергии, которая работает стабильно при любой нагрузке. Это значит — зарядка без проводов станет не только реальностью, но и удобной, быстрой и надёжной.

Главная фишка — использование машинного обучения. Система сама подбирает параметры, чтобы всегда поддерживать стабильное напряжение и высокую эффективность. Даже если условия меняются — например, устройство потребляет больше или меньше энергии — система подстраивается автоматически.

Это пригодится в смартфонах, датчиках, носимой электронике, умных домах и даже электромобилях — везде, где важна беспроводная зарядка без перебоев.

Результат впечатляет: КПД до 86,7%, стабильное напряжение с отклонением меньше 5% и надёжная работа на частоте 6,78 МГц.

«Мы уверены, что результаты этого исследования являются значительным шагом на пути к полностью беспроводному обществу», — сказал профессор Секия , описывая свое широкое видение беспроводной связи.

Больше информации про энергию и энергетику в телеграм-канале ЭнергетикУм