28 příloha časopisů Elektro a Automa 2012 perspektivy elektromobility V současné době se výzkumné a infrastrukturní projekty soustřeďují při vývoji nabíjecích systémů pro elektrická vozidla především na nejjednodušší způsob propojení elektrického vozidla s energetickou sítí, tedy na přenos elektrické energie pomocí silového nabíjecího kabelu. S kabelovým řešením nabíjení jsou však spojeny některé nevýhody: kabel je třeba skladovat buď v garáži, nebo ještě lépe ve vozidle, kde však musí být optimálně svinutý, aby nezabíral moc místa a nelámal se. S tímto souvisejí jisté problémy, zvláště v zimním období za mrazů, kdy je ve vozidle stočený kabel ztuhlý a nesnadno se s ním manipuluje. Pokud řidič zapomene např. večer po odstavení vozidla v garáži připojit elektromobil kabelem k nabíjecí stanici, nebude akumulátor nabitý a ráno s ním nebude možné vyjet. Navíc volně visící kabel představuje riziko úrazu, neboť při trošce nepozornosti o něj může řidič zakopnout. U nabíjecích stojanů instalovaných na veřejném prostranství existuje zase reálné riziko, že se stanou stojany a visící kabely u nabíjejících se elektromobilů bez dozoru cílem útoků vandalů či lapků.Princip indukčního nabíjení Systém bezkontaktního indukčního přenosu elektrické energie pro nabíjení elektrických vozidel sestává ze dvou hlavních částí (obr. 2). První část tvoří primární obvod – primární cívka, která může být integrována do vozovky nebo ležet jako plochá deska o výšce asi 2,5 cm na zemi či podlaze garáže. Primární cívka vybudí magnetické pole, díky kterému se začne přenášet – indukovat elektrický proud do magneticky spřaženého sekundárního obvodu – sekundární cívky, která je integrována v podlážce elektromobilu. Sekundární cívka přemění elektromagnetickou energii na elektrický proud, který je veden systémem nabíjení do trakční (hnací) baterie. Pro sekundární cívku byly zatím vyvinuty dvě základní varianty. První – tzv. plochá varianta má při ploše 80 × × 80 cm tloušťku pouhých 16 mm. Druhá – tzv. kompaktní varianta má tloušťku 36 mm, obsahuje však elektronické komponenty, které jsou u první varianty umístěny v modulu mimo cívku. Tímto způsobem lze vytvořit flexibilní systém (obr. 3), který lze přizpůsobit daným podmínkám nejrůznějších typů elektromobilů. Některé v současnosti testované systémy bezkontaktního indukčního nabíjení pro elektrická vozidla běžně pracují s nabíjecími výkony 3 kW i více při vzduchové mezeře okolo 20 cm. Toto umožňuje plné nabití baterie elektrického vozidla ca za čtyři hodiny, což je srovnatelná doba s klasickými kabelovými domovními nabíjecími stanicemi větších výkonů. Podle výsledků dosavadních výzkumů a uskutečněných testů procesu bezkontaktního indukčního nabíjení je reálná účinnost přenosu elektrické energie minimálně 90 %, což je jen nepatrně horší účinnost než u kabelových nabíjecích systémů. Menší odchylky řádově v centimetrech od optimální polohy při najíždění nad nabíjecí cívku toleruje indukční nabíjecí systém bez znatelných ztrát na účinnosti nabíjení či přenositelného nabíjecího výkonu. Dobré výsledky přinesly také zkoušky elektromagnetické kompatibility. Do kompletního funkčního systému indukčního nabíjení elektrických vozidel patří kromě bezkabelového přenosu elektrické energie také bezdrátová komunikace mezi infrastrukturou a elektrickým vozidlem, která umožňuje bezkontaktní přenos údajů důležitých z hlediska bezpečnosti, jakož i údajů potřebných k řízení procesu nabíjení a zúčtování odběru nebo dodávky elektrické energie v reálném čase. Dále je to polohovací asistenční funkce řidiče pro přesné najetí nad nabíjecí cívku a následná automatická aktivace nabíjecího procesu po dosažení korektní polohy najetí, identifikace vozidla nebo detekce předmětů nacházejících se v oblasti mezi cívkami nabíjecího systému pro zamezení rizik souvisejících s nežádoucím indukčním ohřevem cizích kovových těles. Obr. 3. Systém indukčního nabíjení elektrických vozidel Volvo (zdroj: Volvo)Bezkontaktní nabíjení elektromobilůIng. Josef Košťál, redakce Elektro V procesu zavádění elektromobility a jejího úspěšného přijímání širokou veřejností hrají důležitou, ne-li rozhodující roli snadná obsluha a uživatelský komfort. V tomto smyslu je nejvýznamnějším aspektem jednoduché, spolehlivé a bezpečné nabíjení elektrických vozidel. Tyto požadavky velmi dobře splňuje systém bezkontaktního indukčního nabíjení.Obr. 1. Mercedes testuje indukční nabíjení (zdroj: Daimler)Obr. 2. Primární cívka (dole) a sekundární cívka (nahoře) bezkontaktního indukčního nabíjecího systému Delphi (zdroj: Delphi)1 – ovládací panel – identifikace a aktivace nabíjecího vedení 2 – elektrická distribuční síť3 – baterie 4 – systém energetického managementu 5 – usměrňovač6 – sekundární indukční cívka (vozidlo) 7 – primární indukční cívka (podlaha)8 – elektromagnetické pole (přenos energie)1 2 6 3 3 4 6 4 8 5 7