آیا شارژ بی‌سیم خودرو می‌تواند داستان‌های جدیدی را روایت کند؟

و تسلا نیز یکی از کاوشگران در زمینه شارژ بی‌سیم است. در ژوئن ۲۰۲۳، تسلا ۷۶ میلیون دلار آمریکا برای خرید Wiferion هزینه کرد و نام آن را به Tesla Engineering Germany GmbH تغییر داد و قصد دارد از شارژ بی‌سیم با هزینه کم بهره ببرد. پیش از این، ماسک، مدیرعامل تسلا، نگرش منفی نسبت به شارژ بی‌سیم داشت و از آن به عنوان "کم‌مصرف و ناکارآمد" انتقاد می‌کرد. اکنون او آن را آینده‌ای امیدوارکننده می‌نامد.

البته بسیاری از شرکت‌های خودروسازی مانند تویوتا، هوندا، نیسان و جنرال موتورز نیز در حال توسعه فناوری شارژ بی‌سیم هستند.

اگرچه بسیاری از طرف‌ها کاوش‌های بلندمدتی در زمینه شارژ بی‌سیم انجام داده‌اند، اما فناوری شارژ بی‌سیم خودرو هنوز تا تبدیل شدن به واقعیت فاصله زیادی دارد. عامل کلیدی محدودکننده توسعه آن، توان است. به عنوان مثال، Hongqi E-HS9 را در نظر بگیرید. فناوری شارژ بی‌سیمی که به آن مجهز شده است، حداکثر توان خروجی 10 کیلووات دارد که تنها کمی بیشتر از توان 7 کیلوواتی شارژ آهسته است. برخی از مدل‌ها فقط می‌توانند به توان شارژ سیستمی 3.2 کیلووات دست یابند. به عبارت دیگر، با چنین راندمان شارژی، هیچ راحتی وجود ندارد.

البته اگر قدرت شارژ بی‌سیم بهبود یابد، ممکن است داستان دیگری باشد. به عنوان مثال، همانطور که در ابتدای مقاله گفته شد، یک تیم تحقیق و توسعه به قدرت خروجی ۱۰۰ کیلووات دست یافته است، به این معنی که اگر چنین قدرت خروجی حاصل شود، از نظر تئوری می‌توان خودرو را در حدود یک ساعت به طور کامل شارژ کرد. اگرچه هنوز مقایسه آن با شارژ فوق‌العاده دشوار است، اما هنوز هم یک انتخاب جدید برای تجدید انرژی است.
از منظر سناریوهای استفاده، بزرگترین مزیت فناوری شارژ بی‌سیم خودرو، کاهش مراحل دستی است. در مقایسه با شارژ سیمی، صاحبان خودرو باید مجموعه‌ای از عملیات مانند پارک کردن، پیاده شدن از خودرو، برداشتن تفنگ، اتصال به برق و شارژ و غیره را انجام دهند. هنگام مواجهه با انبوهی از شارژهای شخص ثالث، آنها باید اطلاعات مختلفی را پر کنند که فرآیندی نسبتاً دست و پا گیر است.

سناریوی شارژ بی‌سیم بسیار ساده است. پس از اینکه راننده خودرو را پارک می‌کند، دستگاه به طور خودکار آن را حس کرده و سپس به صورت بی‌سیم آن را شارژ می‌کند. پس از شارژ کامل خودرو، خودرو مستقیماً حرکت می‌کند و مالک نیازی به انجام عملیات بیشتری ندارد. از منظر تجربه کاربری، این فناوری به افراد هنگام استفاده از خودروهای برقی حس لوکس بودن را نیز القا می‌کند.

چرا شارژ بی‌سیم خودرو توجه زیادی را از سوی شرکت‌ها و تأمین‌کنندگان به خود جلب می‌کند؟ از دیدگاه توسعه، ورود به دوران خودروهای بدون راننده می‌تواند زمانی برای توسعه‌ی چشمگیر فناوری شارژ بی‌سیم نیز باشد. برای اینکه خودروها واقعاً بدون راننده باشند، برای خلاص شدن از قید و بند کابل‌های شارژ به شارژ بی‌سیم نیاز دارند.

بنابراین، بسیاری از تأمین‌کنندگان شارژ در مورد چشم‌انداز توسعه فناوری شارژ بی‌سیم بسیار خوش‌بین هستند. شرکت بزرگ آلمانی زیمنس پیش‌بینی می‌کند که بازار شارژ بی‌سیم برای خودروهای برقی در اروپا و آمریکای شمالی تا سال ۲۰۲۸ به ۲ میلیارد دلار آمریکا برسد. برای این منظور، در اوایل ژوئن ۲۰۲۲، زیمنس ۲۵ میلیون دلار آمریکا برای به دست آوردن سهام اقلیت در تأمین‌کننده شارژ بی‌سیم WiTricity سرمایه‌گذاری کرد تا تحقیقات فناوری و توسعه سیستم‌های شارژ بی‌سیم را ارتقا دهد.

زیمنس معتقد است که شارژ بی‌سیم خودروهای برقی در آینده به جریان اصلی تبدیل خواهد شد. شارژ بی‌سیم علاوه بر اینکه شارژ را راحت‌تر می‌کند، یکی از شرایط لازم برای تحقق رانندگی خودکار نیز هست. اگر واقعاً بخواهیم خودروهای خودران را در مقیاس بزرگ عرضه کنیم، فناوری شارژ بی‌سیم ضروری است. این گامی مهم در دنیای رانندگی خودکار است.

البته، چشم‌اندازها عالی هستند، اما واقعیت زشت است. در حال حاضر، روش‌های بازیابی انرژی خودروهای الکتریکی روز به روز متنوع‌تر می‌شوند و چشم‌انداز شارژ بی‌سیم بسیار مورد انتظار است. با این حال، از دیدگاه فعلی، فناوری شارژ بی‌سیم خودرو هنوز در مرحله آزمایش است و با مشکلات زیادی مانند هزینه بالا، شارژ آهسته، استانداردهای متناقض و پیشرفت کند تجاری‌سازی مواجه است.

مشکل راندمان شارژ یکی از موانع است. به عنوان مثال، ما در مورد مسئله راندمان در Hongqi E-HS9 که قبلاً ذکر شد، بحث کردیم. راندمان پایین شارژ بی‌سیم مورد انتقاد قرار گرفته است. در حال حاضر، راندمان شارژ بی‌سیم خودروهای الکتریکی به دلیل اتلاف انرژی در حین انتقال بی‌سیم، کمتر از شارژ سیمی است.

از منظر هزینه، شارژ بی‌سیم خودرو باید بیشتر کاهش یابد. شارژ بی‌سیم الزامات زیرساختی بالایی دارد. اجزای شارژ عموماً روی زمین قرار می‌گیرند که شامل اصلاح زمین و سایر موارد خواهد بود. هزینه ساخت و ساز به ناچار بیشتر از هزینه شمع‌های شارژ معمولی خواهد بود. علاوه بر این، در مراحل اولیه ترویج فناوری شارژ بی‌سیم، زنجیره صنعتی نابالغ است و هزینه قطعات مرتبط بالا خواهد بود، حتی چندین برابر قیمت شمع‌های شارژ AC خانگی با همان توان.

برای مثال، شرکت اتوبوسرانی بریتانیایی FirstBus استفاده از فناوری شارژ بی‌سیم را در فرآیند ارتقای برقی‌سازی ناوگان خود در نظر گرفته است. با این حال، پس از بازرسی، مشخص شد که هر تأمین‌کننده پنل‌های شارژ زمینی، 70،000 پوند قیمت‌گذاری کرده است. علاوه بر این، هزینه ساخت جاده‌های شارژ بی‌سیم نیز بالا است. به عنوان مثال، هزینه ساخت یک جاده شارژ بی‌سیم 1.6 کیلومتری در سوئد تقریباً 12.5 میلیون دلار آمریکا است.

البته، مسائل ایمنی نیز ممکن است یکی از مسائلی باشد که فناوری شارژ بی‌سیم را محدود می‌کند. از منظر تأثیر آن بر بدن انسان، شارژ بی‌سیم مسئله‌ی بزرگی نیست. «مقررات موقت در مورد مدیریت رادیویی تجهیزات شارژ بی‌سیم (انتقال برق) (پیش‌نویس برای نظرات)» که توسط وزارت صنایع و فناوری اطلاعات منتشر شده است، بیان می‌کند که طیف فرکانسی ۱۹-۲۱ کیلوهرتز و ۷۹-۹۰ کیلوهرتز منحصراً برای خودروهای شارژ بی‌سیم است. تحقیقات مرتبط نشان می‌دهد که تنها زمانی که قدرت شارژ از ۲۰ کیلووات فراتر رود و بدن انسان در تماس نزدیک با پایه شارژ باشد، ممکن است تأثیر خاصی بر بدن داشته باشد. با این حال، این امر همچنین مستلزم آن است که همه طرف‌ها قبل از اینکه توسط مصرف‌کنندگان تشخیص داده شود، به تبلیغ ایمنی ادامه دهند.

مهم نیست که فناوری شارژ بی‌سیم خودرو چقدر کاربردی باشد و سناریوهای استفاده از آن چقدر راحت باشند، هنوز راه درازی تا تجاری‌سازی آن در مقیاس بزرگ در پیش است. حتی با خروج از آزمایشگاه و پیاده‌سازی آن در زندگی واقعی، مسیر شارژ بی‌سیم برای خودروها طولانی و دشوار است.

در حالی که همه طرف‌ها با جدیت در حال بررسی فناوری شارژ بی‌سیم برای خودروها هستند، مفهوم «روبات‌های شارژکننده» نیز بی‌سروصدا ظهور کرده است. نقاط دردناکی که باید با شارژ بی‌سیم حل شوند، نشان‌دهنده مسئله راحتی شارژ کاربر است که مفهوم رانندگی بدون راننده را در آینده تکمیل خواهد کرد. اما بیش از یک راه برای رسیدن به رم وجود دارد.

بنابراین، «ربات‌های شارژ» نیز به عنوان مکملی در فرآیند شارژ هوشمند خودروها شروع به کار کرده‌اند. چندی پیش، پایگاه آزمایشی سیستم برق جدید منطقه آزمایشی توسعه سبز ملی پکن، یک ربات شارژ اتوبوس کاملاً خودکار راه‌اندازی کرد که می‌تواند اتوبوس‌های برقی را شارژ کند.

پس از ورود اتوبوس برقی به ایستگاه شارژ، سیستم بینایی اطلاعات ورود وسیله نقلیه را ثبت می‌کند و سیستم اعزام پس‌زمینه بلافاصله دستور شارژ را به ربات می‌دهد. با کمک سیستم مسیریاب و مکانیزم راه رفتن، ربات به طور خودکار به سمت ایستگاه شارژ حرکت می‌کند و به طور خودکار تفنگ شارژ را می‌گیرد و با استفاده از فناوری موقعیت‌یابی بصری، محل پورت شارژ وسیله نقلیه الکتریکی را شناسایی کرده و عملیات شارژ خودکار را انجام می‌دهد.
البته، شرکت‌های خودروسازی نیز در حال مشاهده مزایای «ربات‌های شارژ» هستند. در نمایشگاه خودروی شانگهای ۲۰۲۳، لوتوس یک ربات شارژ سریع را رونمایی کرد. هنگامی که خودرو نیاز به شارژ دارد، این ربات می‌تواند بازوی مکانیکی خود را دراز کند و به طور خودکار تفنگ شارژ را در سوراخ شارژ خودرو قرار دهد. پس از شارژ، می‌تواند تفنگ را به تنهایی بیرون بکشد و کل فرآیند را از شروع تا شارژ خودرو انجام دهد.

در مقابل، ربات‌های شارژکننده نه تنها راحتی شارژ بی‌سیم را دارند، بلکه می‌توانند مشکل محدودیت توان شارژ بی‌سیم را نیز حل کنند. کاربران همچنین می‌توانند بدون پیاده شدن از ماشین، از لذت شارژ بیش از حد بهره‌مند شوند. البته شارژ ربات‌ها شامل هزینه و مسائل هوشمندی مانند موقعیت‌یابی و اجتناب از موانع نیز خواهد بود.

خلاصه: مسئله‌ی تأمین انرژی برای خودروهای انرژی نو، همواره موضوعی بوده است که همه طرف‌های صنعت به آن اهمیت زیادی می‌دهند. در حال حاضر، راه‌حل شارژ بیش از حد و راه‌حل تعویض باتری، دو راه‌حل اصلی هستند. از لحاظ تئوری، این دو راه‌حل تا حدودی برای تأمین نیازهای تأمین انرژی کاربران کافی هستند. البته، اوضاع همیشه رو به جلو است. شاید با ظهور دوران خودروهای بدون راننده، شارژ بی‌سیم و ربات‌های شارژکننده، فرصت‌های جدیدی را ایجاد کنند.