Amna Mumtaz tarafından, Analist I – PTR Inc.

• Kablosuz elektrikli araç şarjı, şarj pedi ve manyetik rezonans kullanarak bir güç aktarım alanı oluşturur.
• Amerika’daki işletmeler ve girişimciler, daha da genişlemeye ivme kazandırmak amacıyla kablosuz şarj özelliğine sahip elektrikli araçların satışlarında bir artış olmasını heyecanla bekliyorlar.
• Sektörün önde gelen şirketlerinin desteğiyle WiTricity’nin iddialı planları arasında, Halo kablosuz sisteminin E-Z-GO, ICON EV golf arabaları ve hafif araçlar da dahil olmak üzere çeşitli araçlarda kullanıma sunulması yer alıyor.

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

Son zamanlarda, kamuya açık alanlarda kullanılmak üzere kablosuz şarj ekipmanları piyasaya sürülmüştür. 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. Bu makale, iki tür kablosuz elektrikli araç şarjını ele almakta ve ardından Kuzey Amerika bölgesindeki kablosuz şarjın mevcut durumuna değinmektedir. Ayrıca makale, evrensel kablosuz şarj standartlarını ve kablosuz elektrikli araç şarjı alanında önde gelen küresel üreticileri de ele almaktadır.

Şekil 1: Kablosuz Elektrikli Araç Şarj Teknolojisi.

Kaynak: PTR Inc.

Kablosuz Elektrikli Araç Şarjı 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.

Statik 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 (EV), şarj pedinin üzerine park edildiğinde, güç elektromanyetik indüksiyon yoluyla kablosuz olarak aktarılır. Bu yöntem, şarj kablolarının elle takılıp çıkarılması gerekliliğini 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 edilmesini 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 pil paketlerine olan ihtiyacı azaltabilir; böylece elektrikli araç sahiplerinin uzun mesafeli seyahat etmelerine olanak tanır ve şarjın bitme riskini en aza indirir.

Kuzey Amerika’daki Pazar Payı

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 araç satışlarında bir artış olmasını heyecanla beklemektedir. BMW 530e hibrit sedan, ABD pazarında fabrika çıkışlı kablosuz şarj seçeneğine sahip tek elektrikli araçtır. Önde gelen kablosuz şarj sağlayıcısı WiTricity, lisans anlaşmaları yapmak amacıyla 2022 yılında Siemens’ten 25 milyon ABD doları tutarında önemli bir yatırım aldı. Kısıtlı erişilebilirliğe rağmen, Amerikalı elektrikli araç sahipleri arasında büyük bir coşku var; zira WiTricity tarafından yapılan ankette, 1.000 katılımcının %81’inin kablosuz şarj özelliğine sahip elektrikli araçlara güçlü bir ilgi duyduğu ortaya çıktı. Halihazırda birkaç kablosuz şarj projesi yürütülmekte olup, bu da kablosuz şarjın Kuzey Amerika pazarındaparlak bir geleceği olduğunu göstermektedir.

Projeler

Kuzey Amerika’da, elektrikli araçlara geleneksel kablolar olmadan güç sağlamak için yenilikçi çözümler sunan çok sayıda kablosuz elektrikli araç şarj projesi yürütülmektedir. Otomobil üreticisi Stellantis, kablosuz şarj teknolojisini belirli karayollarına doğrudan entegre etme çabalarında öncü rol oynamaktadır. Eylül 2021’de Michigan eyaleti, Detroit’te bir mil uzunluğundaki ilk kablosuz elektrikli araç 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 araçlara Halo kablosuz sistemini kurmak 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 de içeriyor; bu çalışmalar, WiTricity Halo kablosuz sisteminden yararlanarak FLO istasyonlarının araçları kablosuz olarak şarj etmesini sağlayarak şarj deneyimini iyileştirmeyi hedefliyor. 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 kurumları 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 (DOE) hibe alan WAVE Charging, özellikle toplu taşıma sektöründe kablosuz şarj altyapısının yaygınlaşmasını destekliyor.

Indianapolis'te, Çinli elektrikli araç devi BYD tarafından üretilen elektrikli otobüsler, eskiden Momentum Dynamics olarak bilinen InductEV ile yapılan iş birliği sayesinde kablosuz şarj teknolojisiyle çalışıyor. Ayrıca, InductEV'in kablosuz şarj teknolojisini geliştirmeye yönelik kararlılığı, elektrikli araçlar ve ticari araç filoları için yüksek güçlü çözümlere 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 hükümet ve özel sektör paydaşlarının yürüttüğü çeşitli çabaları ortaya koymaktadır.

Kablosuz Elektrikli Araç Şarj Cihazları için Evrensel Standartların Belirlenmesi

Kablosuz şarjın kapsamı Kuzey Amerika’nın ötesine yayıldıkça, standardizasyon, elektrikli araçlar için kablosuz şarj teknolojilerinin yaygın olarak benimsenmesini sağlamada hayati bir rol oynamaktadır. 2022 yılında, mühendisler ve ulaşım teknik uzmanlarından oluşan bir dernek olan SAE International, binek araçları da kapsayan hafif hizmet araçlarına özel ilk sabit kablosuz şarj standardını 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 önem veren ve şarj plakası ile araç arasındaki mesafenin 25 cm'ye kadar çıkmasına izin veren bu standartlar, kablosuz şarj çözümlerinin sorunsuz bir şekilde entegre edilmesinin 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

Başlıca kablosuz elektrikli araç şarjı 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 Geleceğe Dair Beklentiler

Paris Otomobil Fuarı’nda Volkswagen ve Mercedes-Benz, amiral gemisi elektrikli araç duyurularında indüktif şarj teknolojisine verdikleri önemi ortaya koydu. Özellikle Mercedes-Benz, 2017 model S550e'de ilk kez kullanıma sunduğu kablosuz şarj teknolojisini, bu on yılın sonlarında üretime girecek araçlara entegre etme planlarıyla bu alandaki yatırımlarını ikiye katlıyor. BMW de Formula E yarışlarında pace car olarak kullanılan i8 ile kablosuz şarj özelliklerini sergiledi; bu durum, BMW i serisi plug-in hibrit elektrikli araçlara bu teknolojinin entegre edileceğine dair spekülasyonları alevlendirdi.

Bu arada Stellantis, İtalya’nın Chiari kentinde elektrikli Fiat 500e ile gerçekleştirilen bir gösteri sırasında, 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; 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 artmaya devam ederken, Şarj Arayüzü Girişimi (CharIN) örgütü, kesintisiz kablosuz şarj deneyimlerini standartlaştırmak ve kolaylaştırmak amacıyla bir Kablosuz Güç Aktarımı Çalışma Grubu kurmuştur. Bu girişimler, şarj alanında devrim yaratmak ve araç sahiplerine benzersiz bir kolaylık ile en son teknolojiyi sunmak için gösterilen ortak çabayı simgelemektedir.

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

Kablosuz elektrikli araç şarj cihazı pazarında, şu ülkelerin ardından dünya çapında üçüncü sırada yer almaktadır: Avrupa'nın ve APACbölgesinin ardından üçüncü sırada yer alan Kuzey Amerika'nın kablosuz elektrikli araç şarj pazarı, taşınabilir kablosuz cihazlara yönelik artan talep ve sektörler genelindeki teknolojik gelişmelerin etkisiyle büyük bir artış kaydetmiştir. Teknolojik gelişmeler ve elektrikli araç satışlarındaki artış, Kuzey Amerika'da kablosuz şarj sistemlerine olan talebi artıracaktır. Ayrıca, Kuzey Amerika otomotiv pazarındaki artan çevre bilinci, elektrikli araç satışlarını canlandırmış olup, bunun da bölgedeki çevre dostu kablosuz şarj çözümlerini daha da teşvik etmesi beklenmektedir.

Yazar Hakkında

Amna Mumtaz

Piyasa 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 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 değerlendirmek ve tahmin etmek 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]