Carregamento sem fio para veículos elétricos bate recorde de velocidade

Carregamento sem fio para veículos elétricos bate recorde de velocidade Foto: ORNL / Divulgação
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No mundo em constante evolução dos veículos elétricos (EVs), uma nova era de conveniência e eficiência está surgindo, desafiando as noções convencionais sobre como carregamos nossos carros. A inovação do Oak Ridge National Laboratory (ORNL) é a tecnologia de carregamento sem fio para veículos elétricos.

Uma recente inovação no segmento de veículos elétricos apresenta uma estação de carregamento sem fio capaz de recarregar a bateria de um carro tão eficientemente quanto os carregadores tradicionais com fio.

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Operando a impressionantes 100 kW de potência, esta tecnologia abre caminho para um método de carregamento veloz, eficaz e extremamente prático, que consiste apenas em posicionar o veículo em uma área específica designada para tal.

Nos anos 1890, Nikola Tesla já mostrava que dava para mandar energia pelo ar, sem precisar de fios. Atualmente, é frequente o uso de carregadores sem fio para uma variedade de dispositivos, incluindo telefones, tablets, escovas de dente elétricas e até para cozinhar em fogões de indução.

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A transferência de energia acontece quando os campos magnéticos do carregador e do aparelho se encontram e fazem a energia passar de um pro outro, tudo isso de um jeito bem seguro e prático.

No entanto, a tecnologia de carregamento sem fio para veículos elétricos (EVs) não ganhou popularidade significativa, principalmente devido à limitação nos níveis de potência que não suportam carregamentos rápidos.

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Segundo relatórios da Verified Market Reports, um dos carregadores sem fio mais eficientes atualmente disponíveis é o modelo de 12 kW da Hevo

Essa capacidade supera o desempenho de uma tomada comum de parede, oferecendo velocidade de carregamento de nível 2, o que equivale a aproximadamente 42 milhas (68 km) de autonomia por hora de carregamento para um veículo elétrico de eficiência média (3,5 milhas por kWh ou 5,6 km por kWh).

Entretanto, essa velocidade ainda está longe do que se esperaria de uma estação de carregamento comercial de alta velocidade. Mas, a recente solução divulgada pelo Oak Ridge National Laboratory (ORNL) aparenta ser bastante promissora.

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A equipe do Oak Ridge National Laboratory anunciou a criação de um carregador EV sem fio excepcionalmente veloz e eficaz, empregando uma estrutura avançada e leve de bobina polifásica para acoplamento eletromagnético.

Esta nova tecnologia permite uma transferência de energia que supera em mais de oito vezes a velocidade do modelo Hevo, possibilitando que um veículo alcance aproximadamente 563 quilômetros de autonomia com apenas uma hora de carga.

No teste com um Hyundai Kona, onde uma bobina receptora foi instalada, o veículo posicionado acima de um transmissor polifásico de 35,5 cm de diâmetro, mantendo uma distância de 12,7 cm entre os dois.

A transferência de energia chegou a uma capacidade de 100 kW com uma eficiência impressionante de 96%, um resultado comparável ao alcançado com cabos e plugues de alta qualidade. Em testes de laboratório com bobinas tradicionais, atingiu-se uma transferência de energia de até 120 kW.

Os pesquisadores apontam que esta nova aplicação em um automóvel é a mais eficiente até o momento. O uso de uma bobina polifásica permite atingir densidades de energia elevadas mesmo em bobinas de tamanho reduzido, resultando em um sistema mais compacto e prático.

Para que as tecnologias de carregamento sem fio, incluindo as que são integradas em estradas, avancem significativamente, vários desenvolvimentos são necessários. Primeiramente, os fabricantes de veículos devem adotar padrões uniformes e incorporar tanto as bobinas receptoras quanto os dispositivos de carregamento em seus modelos.

Existe uma espécie de dilema comparável ao “problema do ovo e da galinha”, pois a instalação de bobinas em veículos é limitada devido à falta de uma infraestrutura ampla para suportá-las, e a construção dessa infraestrutura é lenta, pois poucos veículos atualmente possuem tais bobinas.

Como a padronização impulsiona a infraestrutura de carregamento para veículos elétricos

Padronização e infraestrutura de carregamento para veículos elétricos estão passando por um momento crucial de desenvolvimento e adoção. Recentemente, a SAE International, uma organização global focada em soluções de mobilidade, anunciou a finalização de uma metodologia de alinhamento chamada “Differential Inductive Positioning System” (DIPS) para o padrão SAE J2954.

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Este padrão é importante porque define uma metodologia comum para alinhamento em sistemas de transferência de energia sem fio para veículos elétricos leves. A ideia é que o carregamento EV seja tão simples quanto estacionar no local certo e sair do veículo, tornando todo o processo automatizado e adaptável a todas as condições climáticas. A expectativa é que a padronização facilite a comercialização e a adoção em larga escala do carregamento sem fio para EVs.

Além disso, o SAE J2954 estabeleceu níveis universais para as “Ground Assemblies” (GAs), que são os equipamentos de carregamento que se conectam à rede elétrica. Esses padrões são importantes para infraestruturas públicas de carregamento, permitindo compatibilidade com diferentes níveis de potência de carregamento e com veículos de diferentes fabricantes.

A interoperabilidade entre os sistemas de carregamento e os veículos é fundamental para a eficácia dessa tecnologia.

Ainda existem desafios a serem superados para a adoção generalizada do carregamento sem fio. Um desses desafios é a necessidade de padronização global. Por exemplo, a falta de padrões era anteriormente um obstáculo significativo, como apontado por especialistas da indústria automotiva.

A criação de um padrão comum, como o J2954, é um passo essencial para superar essas barreiras, permitindo que diferentes sistemas de carregamento e veículos trabalhem juntos de forma eficaz.

Outra iniciativa importante é a padronização do conector de carregamento J3400 NACS para a América do Norte, que facilita a interoperabilidade ampla para soluções de carregamento EV, fornecendo um conector unificado e compacto para ambos os carregamentos AC e DC.

Este desenvolvimento é crucial para a expansão da indústria EV, pois permite que proprietários de EVs se sintam mais confiantes em viagens longas, sabendo que não precisarão perder tempo procurando uma estação de carregamento compatível.

A padronização e a construção de infraestruturas de carregamento EV sem fio interoperáveis e eficientes são essenciais para a adesão massiva dessa tecnologia. Com a implementação desses padrões, espera-se que a adoção de veículos elétricos aumente, contribuindo para um futuro mais sustentável e uma maior conveniência para os usuários.

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Sobre o Autor

Ana Paula Araújo
Ana Paula Araújo

Ana Paula Araújo escreve no Cultura Ambiental nas Escolas sobre meio ambiente, sustentabilidade, energias renováveis e suas implicações, veículos elétricos e as principais novidades do setor.

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