Shazan Siddiqi นักวิเคราะห์เทคโนโลยีที่ IDTechEx กล่าวถึงข้อดีของเทคโนโลยีการชาร์จ EV แบบไร้สายและอุปสรรคต่อการปรับใช้เทคโนโลยีอย่างกว้างขวางในอนาคต

เนื่องจากประเทศต่าง ๆ ทั่วโลกตั้งเป้าที่จะบรรลุเป้าหมายการลดการปล่อยคาร์บอน ยานยนต์ไฟฟ้า (EV) จะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นเรื่อย ๆ ในปี 2564 ยอดขายรถยนต์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้น 109% เมื่อเทียบกับปีก่อนหน้า โดยมียอดขาย 2.3 ล้าน EV ในยุโรป เพื่อให้แน่ใจว่าอัตราการเติบโตนี้จะดำเนินต่อไป และบรรลุเป้าหมายในการกำจัดคาร์บอนในเวลาต่อมา จึงมีความต้องการโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จ EV ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

การชาร์จ EV แบบไร้สายจะเป็นตัวเปลี่ยนเกมสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์และจะเพิ่มประสิทธิภาพในการชาร์จ แม้ว่าขั้นตอนการเสียบ EV ในปัจจุบันจะเป็นเรื่องง่าย แต่การชาร์จ EV แบบไร้สายทำได้ง่ายกว่า ทำให้ผู้ใช้สามารถชาร์จ EV ได้โดยไม่ต้องออกจากรถ

ในการสนทนากับ The Innovation Platform Shazan Siddiqi นักวิเคราะห์เทคโนโลยีที่ IDTechEx ได้สรุปกระบวนการเบื้องหลังการชาร์จ EV แบบไร้สาย และตรวจสอบข้อดีและความท้าทายของการใช้เทคโนโลยีนี้ในวงกว้าง

Shazan Siddiqi นักวิเคราะห์เทคโนโลยีที่ IDTechEx

เทคโนโลยีการชาร์จ EV แบบไร้สายทำงานอย่างไร
ในการชาร์จแบบไร้สาย กำลังจะถูกถ่ายโอนโดยสนามแม่เหล็กโดยใช้ข้อต่อแบบเหนี่ยวนำระหว่างขดลวด (การชาร์จแบบเหนี่ยวนำ) หรือโดยสนามไฟฟ้าโดยใช้ข้อต่อแบบ capacitive ระหว่างอิเล็กโทรดโลหะ (การชาร์จแบบ capacitive) การชาร์จแบบอุปนัยเป็นเทคโนโลยีไร้สายที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด การชาร์จแบบไร้สายด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กจะครองตลาดและเป็นมาตรฐานสากลในปัจจุบันสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า

ระบบการชาร์จแบบไร้สายประกอบด้วยรถยนต์และระบบย่อยภาคพื้นดิน ด้านรถของระบบชาร์จแบบไร้สายประกอบด้วยแผ่นรับสัญญาณและโมดูลอิเล็กทรอนิกส์ กระแสสลับความถี่สูง (AC) จะถูกแปลงเป็นกระแสตรง (DC) ซึ่งจะชาร์จแบตเตอรี่ของรถยนต์โดยตรง ด้านกราวด์ของระบบประกอบด้วยแผ่นชาร์จที่ติดตั้งบนทางเท้า ซึ่งเชื่อมต่อกับตู้อิเล็กทรอนิกส์ ไฟฟ้ากระแสสลับความถี่สูงถูกสร้างขึ้นโดยตู้อิเล็กทรอนิกส์และส่งผ่านแผ่นชาร์จไปยังรถยนต์

ข้อดีของการชาร์จ EV แบบไร้สายคืออะไร? การชาร์จ EV แบบไร้สายจะเพิ่มการดูดซับ EV ได้อย่างไร?
เทคโนโลยีการชาร์จ EV แบบไร้สายสามารถทำงานร่วมกันได้ สะดวก และทำลายได้ยากกว่าเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ชาร์จแบบสาธารณะทั่วไป ผู้ใช้ไม่ต้องออกจากรถ EV เพื่อจัดการกับขั้วต่อต่างๆ สายเคเบิลหนักๆ หรือความยุ่งยากกับอินเทอร์เฟซผู้ใช้ที่ไม่เป็นมิตรในการชำระเงิน กระบวนการชาร์จ EV ทั้งหมดนั้นเรียบง่ายขึ้น โดยมอบประสบการณ์การใช้งานที่ดียิ่งขึ้นแก่ผู้ใช้ คนขับเพียงแค่จัดตำแหน่งรถให้ตรงกับแผ่นส่งสัญญาณบนพื้น และการชาร์จจะเริ่มขึ้นโดยอัตโนมัติ

เทคโนโลยีนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับรถโดยสารไฟฟ้า ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการใช้พลังงานไฟฟ้า การชาร์จแบบไร้สายช่วยลดต้นทุนการทำงาน ส่งผลให้รถโดยสารมีราคาไม่แพงมากขึ้นด้วยแบตเตอรี่ขนาดเล็กลง และยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

สำหรับ EVs ที่มีการชาร์จแบบไร้สาย สามารถชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ได้เมื่อจอดอยู่เหนือแท่นชาร์จโดยไม่ต้องเสียบปลั๊ก แบตเตอรี่ดังกล่าวอาจกลายเป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับระบบนิเวศของรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติในอนาคต

การชาร์จ EV แบบไร้สายมีศักยภาพในการเพิ่มการดูดซึม EV ตลาดยังอายุน้อย และโครงการส่วนใหญ่อยู่ในขั้นตอนนำร่อง อย่างไรก็ตาม การพิสูจน์แนวคิดได้รับการบรรลุแล้ว และขณะนี้สามารถบรรลุฐานเป้าหมายที่อยู่อาศัยและสาธารณะได้ หากการผลิตแบบอนุกรมและการรวมเข้ากับผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม (OEM) สามารถเกิดขึ้นได้

สิ่งที่จำเป็นสำหรับโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จ EV แบบไร้สายเพื่อตอบสนองความต้องการ EVs?
เทคโนโลยีการชาร์จ EV แบบไร้สายต้องได้รับการติดตั้งมาจากโรงงาน และโครงสร้างพื้นฐานจะต้องติดตั้งใช้งานในพื้นที่ที่ EV มีแนวโน้มว่าจะใช้งานได้มากที่สุด ตัวอย่างที่ดีคือตำแหน่งแท็กซี่ ซึ่งแท่นชาร์จไร้สายที่ฝังอยู่บนพื้นสามารถชาร์จ EV ได้ในขณะที่คนขับรอลูกค้าใหม่

จากมุมมองทางเทคนิค ระดับพลังงานการชาร์จแบบไร้สายต้องเพิ่มขึ้น ปัจจุบัน WiTricity ส่งมอบพลังงานที่เร็วที่สุดสำหรับ EV โดยสารผ่านการชาร์จแบบไร้สายที่ 11kW โดย WiTricity เทียบได้กับการชาร์จระดับ 2 ซึ่งไม่เหมาะสำหรับการเติมอย่างรวดเร็วบนทางหลวง

ซูเปอร์ชาร์จแบบเหนี่ยวนำสำหรับรถยนต์เพื่อการพาณิชย์ ซึ่งกำลังการชาร์จแบบไร้สายโดยเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 200kW ทำได้โดยผู้เล่นเพียงไม่กี่ราย เช่น Momentum Dynamics, Wave และ Tesvolt และเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อดีไซน์คอยล์ที่เป็นนวัตกรรมใหม่และพื้นที่ผิวที่ใหญ่ขึ้นของแผ่นรอง

อย่างไรก็ตาม ระดับพลังงานการชาร์จแบบไร้สายสำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลนั้นมีข้อจำกัดโดยเนื้อแท้และไม่สามารถเทียบได้กับปริมาณงานของสถานีชาร์จ DC แบบเร็ว

อะไรคือความท้าทายที่ต้องเผชิญกับการใช้งานการชาร์จ EV แบบไร้สายอย่างแพร่หลาย? ผู้กำหนดนโยบายและบริษัทยานยนต์จะมั่นใจได้อย่างไรว่าการชาร์จ EV แบบไร้สายสามารถนำไปใช้ในวงกว้างได้

ข้อเสียคือวิธีการนี้ใช้ได้ในระยะทางสั้น ๆ เท่านั้น และเครื่องส่งกำลังและเครื่องรับพลังงานต้องอยู่ในแนวเดียวกัน ดังนั้นในแง่ของความยืดหยุ่น จึงไม่แตกต่างจากการใช้แท่นชาร์จแบบมีการเชื่อมต่อ

SAE International ได้เผยแพร่ "แนวทางปฏิบัติที่แนะนำ SAE J2954" ซึ่งเป็นมาตรฐานสำหรับการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย (WPT) สำหรับ EVs ที่มีระดับพลังงานสูงสุด 11kW มีการกำหนด WPT ที่ทรงพลังกว่ามากใน J2954/2 สำหรับการชาร์จ 500kW สำหรับยานพาหนะที่ใช้งานหนักซึ่งมีพื้นที่ที่จำเป็นในการติดตั้งเพลทเหนี่ยวนำที่ใหญ่ขึ้น มาตรฐานเหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการเผยแพร่ก่อนที่จะนำไปปรับใช้ในวงกว้างในกลุ่ม EV ต่างๆ

OEM ยานยนต์ต้องเริ่มติดตั้งอุปกรณ์ชาร์จแบบไร้สายเข้ากับรถยนต์ในโรงงานแทนที่จะติดตั้งเพิ่มเติมในปัจจุบัน IDTechEx ได้พูดคุยกับ WiTricity ซึ่งเป็นผู้นำตลาดในพื้นที่นี้ และพบว่าต้นทุนโรงงานสำหรับการเพิ่มการชาร์จแบบไร้สายอยู่ที่ 750 ถึง 1,000 ดอลลาร์ และในช่วง 3-4 ปีข้างหน้า ค่าใช้จ่ายจะลดลงอย่างมาก หากทำได้สำเร็จ สิ่งนี้จะช่วยให้เทคโนโลยีเปลี่ยนจาก 'การอัพเกรดที่สะดวก' ไปเป็นโซลูชันการชาร์จที่ได้มาตรฐานสำหรับตลาดผู้บริโภคทั่วไป

คุณคิดว่าเทคโนโลยีการชาร์จ EV แบบไร้สายจะถูกนำไปใช้อย่างรวดเร็วในระดับโลกเพื่อให้บรรลุเป้าหมายของการเปลี่ยนแปลงพลังงานสะอาดหรือไม่?

เทคโนโลยีการชาร์จ EV แบบไร้สายติดอยู่ในตลาดช่วงแรก ๆ โดยที่ผู้ชื่นชอบและผู้มีวิสัยทัศน์ต่างผลักดันให้เกิดขึ้น เพื่อเจาะตลาดกระแสหลัก การผลิตซีรีส์จะต้องบรรลุผลและบูรณาการโดย OEM IDTechEx เชื่อมั่นในการขยายตัวอย่างเป็นขั้นตอนสำหรับโอกาสทางการตลาดการชาร์จแบบไร้สาย: การถ่ายโอนทรัพย์สินทางปัญญา (IP) จากผู้บุกเบิก การพัฒนาและบูรณาการผลิตภัณฑ์สำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคล และสุดท้ายคือการพัฒนาผลิตภัณฑ์กำลังสูงสำหรับภาคส่วนเชิงพาณิชย์

เขียนโดย
Shazan Siddiqi
นักวิเคราะห์เทคโนโลยี จาก IDTechEx
www.IDTechEx.com/EVCharge
https://www.linkedin.com/in/shazansiddiqi/