Eines Tages werden Flotten von gemeinsam genutzten autonomen Autos Passagiere schnell durch die Städte befördern, sie abholen und wieder abgeben, ohne dass Parkplätze, Garagen oder sogar Privatfahrzeuge erforderlich sind. Aber wie werden diese Fahrzeuge ohne einen Platz zum Sitzen und Aufladen oder die Zeit dafür, während einzelne Eigentümer bei der Arbeit oder im Schlaf zu Hause sind, die Energie bekommen, die sie für ihre Arbeit benötigen? Wer wird die Roboterautos füttern?
„Es gibt niemanden, der sie einsteckt. Es gibt keinen Fahrer. Sie müssen bei Bedarf in der Lage sein, sich selbst aufzuladen, wenn die Batterien schwach werden “, sagt Alex Gruzen, CEO des in Massachussetts ansässigen Mobilfunk-Ladegeräts WiTricity.
In den letzten acht Jahren hat WiTricity sein Geschäftsmodell von Unterhaltungselektronik und Telefonladegeräten auf fast ausschließlich die Frage umgestellt, wie wir Autos antreiben. Die Antwort, so Gruzen, besteht in der Übertragung von Energie durch die Luft über ein in das Stadtbild eingebautes System. Zu diesem Zweck hat WiTricity gemeinsam mit BMW das erste verbraucherfreundliche Fernladesystem für ein Elektrofahrzeug auf den Markt gebracht.
Diese Art der Aufladung, die über einen als Magnetresonanz bezeichneten Prozess erfolgt, geht auf die Mitte der 2000er Jahre zurück, als Marin Soljačić, Gründer von WiTricity und MIT-Physikprofessor, sich entschied, einen besseren Weg zum Aufladen eines Telefons zu finden. Er experimentierte mit verschiedenen Möglichkeiten, Energie zu bewegen, einschließlich Hochfrequenz, Ultraschall und sogar Induktion, bevor er sich auf Magnetresonanz als die beste Kombination aus Effizienz und Bequemlichkeit einließ. Er meldete 2006 ein Patent an, das er schließlich 2010 erhielt, und startete 2007 WiTricity, um der Handyindustrie zu helfen, die Ladematten mit einigen Handys kompatibel zu machen. (Sie können sogar einen bei Tesla kaufen, obwohl die Firma noch keine Pläne angekündigt hat, ihre Autos auf diese Weise aufzuladen.)
Resonanz bezieht sich nicht nur auf elektrisches Laden. Es ist dasselbe Phänomen, das die Schwingung eines Kindes auf einer Schaukel und seinen Übergang zwischen potentieller und kinetischer Energie beschreibt. Ein drückendes Elternteil oder ein pumpendes Kind kann dem System Energie zuführen - aber nur, wenn sie sich mit der richtigen Frequenz und in der richtigen Richtung bewegen. Ebenso kann eine elektromagnetische Spule Energie auf eine andere übertragen, vorausgesetzt, sie ist gleich ausgerichtet und schwingt mit einer passenden Frequenz mit.
Im Laufe der Jahre arbeitete WiTricity - der einzige Lizenznehmer der Technologie - mit immer mehr Unternehmen zusammen, um diese Technologie zu entwickeln. Viele waren auf Unterhaltungselektronik ausgerichtet, aber Toyota lizenzierte sie für den Prius-Hybrid und investierte schließlich in WiTricity, und Honda, Hyundai, Nissan und GM arbeiteten alle an Prototypen. Der BMW 2018 530e iPerformance ist jedoch der erste auf dem Markt, der deutschen Käufern ein Luxuspaket mit einer drahtlosen Ladematte für rund 3.000 Euro anbietet (in den USA, Großbritannien, Japan und China geplant).
Aber der 530e ist ein Hybrid, betont Dominique Bonte, Analyst der Autoindustrie bei ABI Research. Es hat einen kleinen Akku mit 9, 2 kWh, der über die WiTricity-Technologie in ein paar Stunden aufgeladen werden kann, aber nur eine Reichweite von 16 Meilen hat. Das kabellose Laden ist selbst bei einer Effizienz von 90 Prozent, die WiTricity erreichen konnte, noch relativ langsam. Schauen Sie sich zum Beispiel Tesla an: Ein Modell S wird mit einem 100-kWh- oder einem 75-kWh-Akku geliefert, und das WiTricity-System leistet ungefähr 11 kW, was bedeutet, dass das vollständige Aufladen eines Tesla einen ganzen Tag dauern kann. Daher hat sich das Unternehmen auf seine Kompressoren konzentriert, die eine viel schnellere Ladung liefern können.
"Sie können nicht die gleichen Stromübertragungen drahtlos und mit festen Ladestationen unterstützen", sagt Bonte. „Das wird sich nicht ändern, geben sie zu. Es wird ein wenig höher gehen, vielleicht 20, 30 kW, aber es werden keine 50 bis 60 kW unterstützt. Das ist in der Norm nicht einmal vorgesehen. “Er weist jedoch auch darauf hin, dass die überwiegende Mehrheit der Nutzung von Elektrofahrzeugen nicht jede Nacht eine vollständige Ladung erfordern würde - volle Batterien sind nur für lange Fahrten wirklich erforderlich.
Dennoch, so Gruzen, vollzieht sich in der Autoindustrie eine Verschiebung, was zum Teil dem Betrugsskandal bei den Diesel-Autoemissionen von VW, den sinkenden Kosten für Batterien und dem Tesla zu verdanken ist, der EVs sexy macht. "All diese Dinge laufen zusammen, und im Moment ist es ein außergewöhnliches Rennen unter allen Autoherstellern, sich auf eine Vielzahl von elektrifizierten Plattformen einzulassen", sagt Gruzen. "Der Markt hebt ab."
WiTricity ist nicht so alleine, wie es Hunderte von Patenten vermuten lassen. (2014 erhielt das Unternehmen ein Patent für die drahtlose Energieübertragungstechnologie für Fahrzeuge.) Ein Unternehmen namens Plugless Power stellt Ladematten für den Aftermarket her, die mit einem Magnetkoppler ausgestattet sind, der in einem handelsüblichen Elektrofahrzeug installiert wird. Und Qualcomms Halo verwendet eine induktive Aufladung, die der einer elektrischen Zahnbürste ähnelt, die trotz der Verwendung anderer Technologien der Witricity-Version funktional ähnlich ist, und verfolgt eine dynamische Aufladung, um fahrende Fahrzeuge aufzuladen.
"Sichere drahtlose Energieübertragung für Fahrzeuganwendungen", US-Patent Nr. 8, 912, 687 Aber es wird mehr als Autohersteller und ihre Zulieferer brauchen, um die Verbraucher dazu zu bringen, ihr Verhalten zu ändern, da viele der Befürchtungen, die sie für Elektrofahrzeuge haben, immer noch vorhanden sind. Reichweitenangst hat den Drang nach größeren Batterien und die Notwendigkeit eines schnellen Ladevorgangs ausgelöst. Verteiltes Laden im gesamten Stadtbild könnte dies jedoch abmildern, und das vom Staat angeordnete Auslaufen von Verbrennungsmotoren könnte das Problem erzwingen. „Damit wir wirklich einen großen Einfluss auf die Umwelt haben, brauchen wir weit mehr als nur Erstanwender, um Elektrofahrzeuge zu kaufen“, sagt Gruzen. Und dafür muss das Laden einfacher sein als das Auftanken. Das fängt mit einer Matte in Ihrer Garage an, sagt er, endet aber damit, dass die Magnetresonanz-Aufladung in öffentliche Parkplätze, Taxi-Warteschlangen und fast überall dort integriert wird, wo ein Auto eine Pause für einen schnellen „Power-Snack“ einlegen kann.
Wichtiger ist die Stadtebene, wenn die Flotten gemeinsam genutzt werden, drahtlos und autonom sind und Ausfallzeiten verloren gehen. WiTricity und Qualcomm arbeiten bereits mit SAE (bekannt als Society of Automotive Engineers) an einer Reihe globaler Standards, mit denen Autos verschiedener Hersteller über verschiedene drahtlose Systeme aufgeladen werden können. Dadurch können Flotten sogar als Batteriebanken fungieren, Energie für die Stadt speichern und zurückverteilen, da der Strombedarf im Laufe des Tages variiert.
"In einem solchen Umfeld, in einem solchen Car-as-a-Service-Umfeld, würde das drahtlose Laden tatsächlich fast zu einer Notwendigkeit werden", sagt Bonte.
