Amna Mumtaz tarafından, Analist I – PTR Inc.

• Kablosuz elektrikli araç şarjı, şarj pedi ve manyetik rezonans kullanarak bir güç aktarım alanı oluşturur.
• Amerika'daki şirketler ve girişimciler, daha da büyümeyi sağlamak amacıyla kablosuz şarj özelliğine sahip elektrikli araçların satışlarında bir artış olmasını heyecanla bekliyorlar.
• Sektörün devlerinin desteğiyle WiTricity'nin iddialı planları arasında, Halo kablosuz sistemini E-Z-GO, ICON EV golf arabaları ve hafif araçlar da dahil olmak üzere çeşitli araçlarda kullanıma sunmak yer alıyor.

Kablosuz veya endüktif elektrikli araç şarjı, EV şarj altyapısında; ancak bu teknoloji henüz emekleme aşamasındadır. Kablosuz EV şarjı, bir şarj pedi ve manyetik rezonans kullanarak bir güç aktarım alanı oluşturur. Alıcının altındaki alıcı, alıcıdaki bir bobin şarj pedindeki bir bobinle hizalandığında enerjiyi yakalar ve bunu aracın aküsüne aktarır. Bu teknoloji, aynı şekilde hizalanmış bobinler ve bir alıcı gerektiren kablosuz telefon şarjına benzer, ancak EV sistemleri 10 inç (250 milimetre) mesafeye kadar çalışabilir.

Kablosuz şarj ekipmanları son zamanlarda kamuya açık alanlarda kullanıma sunulmuştur. Günümüzde bazı kablosuz şarj istasyonları AC kategorisine (Seviye 2) benzer güç seviyelerinde çalışsa da, bu teknoloji daha çok güç seviyelerinin DC hızlı şarj cihazlarıyla karşılaştırılabilir olduğu toplu taşıma gibi filo operasyonlarında kullanılmaktadır. ABD Enerji Bakanlığı (DOE), yüksek güçlü kablosuz şarjın uygulanabilirliğini araştırmaktadır. Aşağıdaki görsel, kablosuz şarj teknolojisini kapsamlı bir şekilde göstermektedir. Makale, iki tür kablosuz EV şarjını ele almakta ve ardından Kuzey Amerika bölgesindeki kablosuz şarjın durumunu incelemektedir. Ayrıca makale, evrensel kablosuz şarj standartlarını ve kablosuz EV şarjının önde gelen küresel üreticilerini ele almaktadır.

Şekil 1: Kablosuz elektrikli araç şarj teknolojisi.

Kaynak: PTR Inc.

Kablosuz EV Şarj Türleri

Kablosuz şarj, şarj sürecini kolaylaştırma potansiyeline sahiptir. Kablosuz elektrikli araç şarj teknolojileri arasında statik ve dinamik kablosuz şarj olmak üzere iki tür bulunmaktadır. Statik veya dinamik şarjın kullanılması, kullanıcı tercihlerine ve şarj konumuna bağlıdır.

Sabit kablosuz şarj

Statik kablosuz şarj, zemine monte edilen veya yollara, otoparklara ya da garajlara gömülü sabit şarj pedlerini içerir. Uyumlu bir alıcı bobinle donatılmış bir elektrikli araç şarj pedinin üzerine park edildiğinde, güç elektromanyetik indüksiyon yoluyla kablosuz olarak aktarılır. Bu yöntem, şarj kablolarını elle takıp çıkarma ihtiyacını ortadan kaldırdığı için evde gece boyunca şarj etmek veya uzun süre park halindeyken şarj etmek için kullanışlıdır.

Dinamik kablosuz şarj

Dinamik kablosuz şarj, elektrikli araçların hareket halindeyken şarj olmasını sağlar. Bu teknoloji, şarj altyapısının doğrudan karayollarına veya otoyollara yerleştirilmesini içerir ve alıcı bobinlere sahip elektrikli araçların sürüş sırasında şarj olmasını mümkün kılar. Yol yüzeyine yerleştirilen bobinler ile aracın alıcı bobinleri arasında endüktif güç aktarımı gerçekleşir ve araç 65 mil/saat hıza kadar hareket halindeyken sürekli şarj sağlanır. Dinamik kablosuz şarj, elektrikli araçların menzilini artırabilir ve büyük batarya paketlerine olan ihtiyacı azaltabilir, böylece elektrikli araç sahiplerinin uzun mesafeli seyahat etmelerine olanak tanır ve şarjın bitme riskini en aza indirir.

Kuzey Amerika'daki yaygınlık

Sunduğu avantajlar sayesinde, kablosuz elektrikli araç şarj sektörü ABD pazarında; ancak şu anda Avrupa ve Asya'nın gerisinde kalmaktadır. Amerika'daki işletmeler ve girişimciler, daha fazla büyümeyi sağlamak için kablosuz şarj özelliğine sahip elektrikli araçların satışlarında bir artış olmasını heyecanla beklemektedir. BMW 530e hibrit sedan, ABD pazarında fabrika çıkışlı kablosuz şarj seçeneğine sahip tek elektrikli araçtır. Önde gelen bir kablosuz şarj sağlayıcısı olan WiTricity, lisans anlaşmaları yapmak üzere 2022 yılında Siemens'ten 25 milyon dolarlık önemli bir yatırım aldı. Kısıtlı bulunabilirliğe rağmen, Amerikalı elektrikli araç sahipleri arasında büyük bir heyecan var; zira WiTricity tarafından yapılan ankette, 1.000 katılımcının %81'i kablosuz şarj özelliğine sahip elektrikli araçlara güçlü bir ilgi duyduğunu ifade etti. Halihazırda birkaç kablosuz şarj projesi yürütülmekte olup, bu durum kablosuz şarjın ..

Projeler

Kuzey Amerika'da, elektrikli araçları geleneksel kablolar olmadan şarj etmeye yönelik yenilikçi çözümler sunan çok sayıda kablosuz EV şarj projesi yürütülmektedir. Otomobil üreticisi Stellantis, kablosuz şarj teknolojisini belirli karayollarına doğrudan entegre etme çalışmalarında öncü rol oynamaktadır. Eylül 2021'de Michigan eyaleti, Detroit'te bir mil uzunluğundaki ilk kablosuz EV şarj yolunu inşa etmek üzere Electreon ile bir işbirliği yaptığını duyurdu.

WiTricity gibi şirketler şarj deneyiminde devrim yaratıyor. WiTricity’nin iddialı planları arasında, E-Z-GO ve ICON EV golf arabaları ile hafif araçlar da dahil olmak üzere çeşitli araçlarda Halo kablosuz sistemini kullanıma sunmak yer alıyor. Mitsubishi ve Siemens gibi sektör devlerinin yaptığı yatırımlar bu planları destekliyor. Ekim 2021'de WiTricity, Güney Kore'de elektrikli araçlar için patentli kablosuz şarj teknolojisini duyurdu. WiTricity, kablosuz teknolojisi sayesinde binek araçların saatte 35 mil menzile kadar şarj edilebileceğini iddia ediyor.

Elektrikli araç şarj sektörünün önde gelen isimlerinden FLO, kablosuz elektrikli araç şarj teknolojisinde öncü olmak amacıyla WiTricity ile işbirliği yapıyor. Ortak çalışmalar, FLO’nun gelişmiş mühendislik laboratuvarında kablosuz şarj seçeneklerinin test edilmesini içeriyor; bu çalışmaların amacı, WiTricity Halo kablosuz sistemini kullanarak FLO istasyonlarının araçları kablosuz olarak şarj etmesini sağlamak ve böylece şarj deneyimini iyileştirmek. Ayrıca WiTricity, kablosuz şarj teknolojisini mevcut ve gelecekteki elektrikli araç platformlarına entegre etmek üzere tasarlanan, otomotiv OEM'leri için FastTrack Entegrasyon Programını başlattı. Bu program, üç ay içinde ilk araç entegrasyonuna olanak tanıyarak, otomobil üreticilerinin WiTricity'nin Halo alıcısını ve 11 kW şarj cihazını test etmesini ve benimsemesini kolaylaştırıyor.

Ülke genelinde toplu taşıma kuruluşları kablosuz şarj çözümlerini benimsiyor. WAVE Charging’in desteğiyle, Los Angeles İlçesindeki Antelope Valley Transit Authority, elektrikli otobüs filosuna güç sağlamak üzere endüktif sistemleri entegre etti. Kuzey Amerika genelinde 50’den fazla şarj pedi kurmuş olan ve kamyonlar için 500 kW’lık bir hızlı şarj cihazı geliştirmek üzere Enerji Bakanlığı’ndan hibe alan WAVE Charging, özellikle toplu taşıma sektöründe kablosuz şarj altyapısının yaygınlaşmasını destekliyor.

Indianapolis'te, Çinli elektrikli araç devi BYD tarafından üretilen elektrikli otobüsler, eski adıyla Momentum Dynamics olan InductEV ile yapılan iş birliği sayesinde kablosuz şarj teknolojisiyle çalışıyor. Ayrıca, InductEV'in kablosuz şarj teknolojisini geliştirme konusundaki kararlılığı, elektrikli araçlar ve ticari araç filoları için yüksek güçlü çözümler üzerine odaklanan, Pennsylvania'da kurulan özel bir araştırma ve geliştirme merkeziyle de açıkça ortaya konuyor.

Brooklyn merkezli bir girişim olan HEVO, Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı ve Stellantis ile işbirliği içinde kablosuz şarj girişimlerine öncülük ediyor. Ortak çabaları, Chrysler Pacifica hibrit araçlarda 50 kW'lık kablosuz sistemleri denemeye ve 300 kW'lık yüksek güçlü bir kablosuz hızlı şarj cihazı geliştirmeye yöneliktir. Bu projeler, kablosuz şarj çözümlerini genel tüketici araçlarına yaygınlaştırmak için kamu ve özel sektör paydaşlarının gösterdiği çeşitli çabaları ortaya koymaktadır.

Kablosuz Elektrikli Araç Şarj Cihazları için Evrensel Standartların Belirlenmesi

Kablosuz şarjın kapsamı Kuzey Amerika sınırlarının ötesine yayıldıkça, standardizasyon, elektrikli araçlar için kablosuz şarj teknolojilerinin yaygın olarak benimsenmesini sağlamada hayati bir rol oynamaktadır. 2022 yılında, mühendisler ve teknik ulaşım uzmanlarından oluşan bir dernek olan SAE International, binek araçları da kapsayan hafif hizmet araçlarına özel sabit kablosuz şarj için ilk standardı tanıttı. SAE J2954 ve SAE J2847/6 kapsamında yer alan bu standart, 11 kilovat'a kadar güvenli şarj hızları, birlikte çalışabilirlik ve performans kriterleri gibi kritik hususları ele almaktadır. Verimliliğe vurgu yapan ve plakadan araca kadar 25 cm'ye kadar mesafeleri kapsayan bu standartlar, kablosuz şarj çözümlerinin sorunsuz entegrasyonunun önünü açmaktadır. Ayrıca, bu standartlaştırılmış sistemler, kendi kendine park etme ve şarj etme özelliklerine sahip araçlar için otonom altyapılarda uygulanabilir. Aşağıdaki görsel, şarj cihazı ile aracın bu evrensel standartları kullanarak nasıl etkileşime girdiğini göstermektedir.

Şekil 2: Evrensel Standart Kablosuz Şarj Teknolojisi Kullanılarak Elektrikli Araç Şarjının Gösterimi.

Kaynak: PTR Inc.

Kablosuz elektrikli araç şarj cihazı alanında önde gelen üreticiler

En önemli kablosuz elektrikli araç şarj aktörleri, çeşitli araştırma ve geliştirme girişimlerini finanse ederek pazar talebini artırmaya çalışıyor.

Şekil 3: Kablosuz elektrikli araç şarj cihazlarının önde gelen küresel üreticileri.
Kaynak: PTR Inc.

Güncel Gelişmeler ve Gelecek Beklentileri

Paris Otomobil Fuarı'nda Volkswagen ve Mercedes-Benz, amiral gemisi elektrikli araç duyurularında indüktif şarj teknolojisine verdikleri önemi ortaya koydu. Özellikle Mercedes-Benz, 2017 S550e modelinde tanıtılan kablosuz şarj teknolojisini, on yılın sonlarında üretime girecek araçlara entegre etme planlarıyla bu alana daha fazla ağırlık veriyor. BMW de Formula E yarışlarında pace car olarak kullanılan i8 ile kablosuz şarj özelliklerini sergiledi ve bu durum, BMW i serisi plug-in hibrit elektrikli araçlara entegre edileceğine dair spekülasyonları ateşledi.

Bu arada Stellantis, İtalya'nın Chiari kentinde elektrikli Fiat 500e ile gerçekleştirdiği bir tanıtım etkinliğinde, yol yüzeyinin altına yerleştirilmiş bobinlerden oluşan Dinamik Kablosuz Güç Aktarımı (DWPT) sistemini tanıttı. Volkswagen de Tennessee eyaletinin Knoxville kentindeki İnovasyon Merkezi'nde kablosuz elektrikli araç şarjı alanında önemli adımlar atıyor; şirket, 300 kW'a varan hızlara ulaşabilen bir kablosuz hızlı şarj sistemi geliştirmek amacıyla, gelişmiş silikon karbür malzemelerden yararlanarak patentli bir bobin ve şarj pedi tasarımı üzerinde çalışıyor.

Kablosuz şarj çözümlerine olan ilgi giderek artarken, Şarj Arayüzü Girişimi (CharIN) örgütü, kesintisiz kablosuz şarj deneyimlerini standartlaştırmak ve kolaylaştırmak amacıyla bir Kablosuz Güç Aktarımı Çalışma Grubu kurdu. Bu girişimler, şarj sektöründe devrim yaratmak ve araç sahiplerine benzersiz bir kolaylık ile en son teknolojiyi sunmak için yapılan ortak çabayı simgeliyor.

Kablosuz şarj, lüks araç sahipleri için kolaylık ve gelişmiş bir kullanıcı deneyimi sunarak cazip bir seçenek haline geliyor. Otonom indüktif şarj konsepti, tam hizmet veren benzin istasyonlarının nostaljisini temiz ve kendi kendine yeten ulaşım sistemlerine yönelik fütüristik bir vizyonla birleştirerek otomotiv endüstrisi için cazip bir teklif sunuyor.

Kablosuz elektrikli araç şarj cihazı pazarında dünya çapında üçüncü sırada yer alıyor Avrupa ve APAC, Kuzey Amerika'nın kablosuz EV şarj pazarı, taşınabilir kablosuz cihazlara yönelik artan talep ve sektörler genelindeki teknolojik gelişmelerin etkisiyle hızla büyümüştür. Teknolojik gelişmeler ve artan EV satışları, Kuzey Amerika'da kablosuz şarj sistemlerine olan talebi artıracaktır. Ayrıca, Kuzey Amerika otomotiv pazarındaki artan çevre bilinci, EV satışlarını artırmış olup, bunun da bölgedeki çevre dostu kablosuz şarj çözümlerini daha da teşvik etmesi beklenmektedir.

Yazar Hakkında

Amna Mumtaz

Pazar Analisti - PTR Inc.

Amna Mumtaz, PTR Inc.'de Pazar Analisti olarak görev yapmaktadır; e-mobilite alanında uzmanlaşmış olup, Asya-Pasifik (APAC) bölgesindeki elektrikli araç şarj istasyonları pazar tahminlerine odaklanmaktadır. NUST'tan Elektrik Mühendisliği alanında yüksek lisans derecesine sahip olan Amna, PTR'ye katılmadan önce bir yıl boyunca Araştırma Asistanı olarak görev yapmıştır. Amna'nın uzmanlık alanı, trendleri değerlendirme ve tahmin etme ile pazar büyüklüğü analizleri yoluyla değerli içgörüler sağlamaktır. Adanmışlığı ve eğitim geçmişi, onu PTR'nin e-mobilite ekibinin önemli bir üyesi haline getirerek APAC bölgesindeki elektrikli araç şarj cihazları pazarının geleceğini şekillendirmektedir.

İletişim: [email protected]