Amna Mumtaz, Analist I – PTR Inc.

• Kablosuz EV şarjı, şarj pedi ve manyetik rezonans kullanarak güç ileten bir alan oluşturur.
• Amerika'daki işletmeler ve girişimciler, daha fazla büyüme sağlamak için kablosuz şarj özelliğine sahip elektrikli araçların satışlarında artış olmasını sabırsızlıkla bekliyorlar.
• Sektörün devleri tarafından desteklenen WiTricity'nin iddialı planları arasında, Halo kablosuz sistemini E-Z-GO, ICON EV golf arabaları ve hafif araçlar dahil olmak üzere bir dizi araca uygulamak yer alıyor.

Kablosuz veya endüktif EV şarjı, devrim yaratma potansiyeline sahiptir EV şarj altyapısındadevrim yaratma potansiyeline sahiptir; ancak bu teknoloji henüz başlangıç aşamasındadır. Kablosuz EV şarjı, şarj pedi ve manyetik rezonans kullanarak bir güç iletim alanı oluşturur. Aracın altındaki alıcı, alıcıdaki bobin şarj pedindeki bobinle hizalandığında enerjiyi yakalar ve aracın aküsüne besler. Bu teknoloji, ayrıca 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 yerlere kurulmaya başlandı. Günümüzde bazı kablosuz şarj istasyonları AC kategorisine (Seviye 2) benzer güç seviyelerinde çalışsa da, bu teknoloji daha çok transit gibi filo operasyonlarında, güç seviyeleri DC hızlı şarj cihazlarına benzer olan yerlerde kullanılıyor. ABD Enerji Bakanlığı (DOE), yüksek güçlü kablosuz şarjın uygulanabilirliğini araştırmak için çalışmalar yürütmektedir. Aşağıdaki görsel, kablosuz şarj teknolojisini kapsamlı bir şekilde göstermektedir. Makale, iki tür kablosuz EV şarjını ve ardından Kuzey Amerika bölgesindeki kablosuz şarjın durumunu ele almaktadır. Ayrıca, makale evrensel kablosuz şarj standartlarını ve kablosuz EV şarjının önde gelen global üreticilerini tartışmaktadır.

Şekil 1: Kablosuz EV Şarj Teknolojisi.

Kaynak: PTR Inc.

Kablosuz EV Şarj Türleri

Kablosuz şarj, şarj sürecini kolaylaştırma potansiyeline sahiptir. Statik ve dinamik kablosuz şarj olmak üzere iki tür kablosuz EV şarj teknolojisi bulunmaktadır. Statik veya dinamik şarjın kullanımı, kullanıcı tercihine ve şarj konumuna bağlıdır.

Statik kablosuz şarj

Statik kablosuz şarj, zemine monte edilen veya yollara, otoparklara veya garajlara gömülü sabit pedleri içerir. Uyumlu bir alıcı bobinle donatılmış bir EV, şarj pedinin üzerine park edildiğinde, güç elektromanyetik indüksiyon yoluyla kablosuz olarak aktarılır. Bu yöntem, şarj kablolarının manuel olarak takılması ve çıkarılması ihtiyacını ortadan kaldırdığı için evde gece şarjı veya uzun süreli park etme sırasında kullanışlıdır.

Dinamik kablosuz şarj

Dinamik kablosuz şarj, elektrikli araçların hareket halindeyken şarj olmasını sağlar. Bu teknoloji, şarj altyapısını doğrudan karayollarına veya otoyollara yerleştirmeyi içerir ve alıcı bobinlere sahip elektrikli araçların sürüş sırasında şarj olmasını sağlar. Tünel 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 seyahatler yapmasına olanak tanır ve şarjın bitme riskini en aza indirir.

Kuzey Amerika'da penetrasyon

Avantajları nedeniyle, kablosuz EV şarj sektörü ABD pazarında ilgi görmeye başlamıştır. ABD pazarında; ancak şu anda Avrupa ve Asya'nın gerisinde kalmaktadır. Amerika'daki işletmeler ve girişimciler, daha fazla büyüme sağlamak için kablosuz şarj özelliğine sahip EV'lerin satışlarında artış olmasını sabırsızlıkla beklemektedir. BMW 530e hibrit sedan, ABD pazarında fabrika çıkışlı kablosuz şarj seçeneğine sahip tek EV'dir. Önde gelen kablosuz şarj sağlayıcısı WiTricity, lisans anlaşmaları yapmak için 2022 yılında Siemens'ten 25 milyon dolarlık önemli bir yatırım aldı. Sınırlı kullanılabilirliğe rağmen, Amerikan EV sahipleri arasında büyük bir heyecan var. WiTricity tarafından yapılan ankette, 1.000 katılımcının %81'i kablosuz şarj özelliğine sahip EV'lere büyük ilgi duyduğunu belirtti. Halihazırda birkaç kablosuz şarj projesi devam ediyor ve bu da kablosuz şarjın Kuzey Amerika pazarında.

Projeler

Kuzey Amerika'da, geleneksel kablolar olmadan elektrikli araçlara güç sağlamak için yenilikçi çözümler sunan çok sayıda kablosuz EV şarj projesi yürütülmektedir. Otomobil üreticisi Stellantis, kablosuz şarj teknolojisini belirli yollara doğrudan entegre etmek için öncü çalışmalar yürütmektedir. Eylül 2021'de Michigan, Detroit'te bir mil uzunluğundaki ilk kablosuz EV şarj yolunu inşa etmek için Electreon ile işbirliği yapacağını duyurdu.

WiTricity gibi şirketler şarj deneyiminde devrim yaratıyor. WiTricity'nin iddialı planları arasında, E-Z-GO ve ICON EV golf arabaları ve hafif araçlar dahil olmak üzere bir dizi araca Halo kablosuz sistemini kurmak yer alıyor. Mitsubishi ve Siemens gibi sektör devlerinin yatırımları bu planları destekliyor. Ekim 2021'de WiTricity, Güney Kore'de elektrikli araçlar için patentli kablosuz şarj teknolojisini duyurdu. WiTricity, kablosuz teknolojisiyle binek araçların saatte 35 mil şarj alabileceğini iddia ediyor.

EV şarj sektörünün önde gelen oyuncularından FLO, kablosuz EV şarj teknolojisinde öncü olmak için WiTricity ile işbirliği yapıyor. Ortak çabaları arasında, FLO'nun gelişmiş mühendislik laboratuvarında kablosuz şarj seçeneklerinin test edilmesi yer alıyor. Bu testlerin amacı, WiTricity Halo kablosuz sistemini kullanarak FLO istasyonlarının araçları kablo kullanmadan şarj etmesini sağlayarak şarj deneyimini iyileştirmek. Ayrıca WiTricity, kablosuz şarj teknolojisini mevcut ve gelecekteki EV platformlarına entegre etmek için 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 yardımıyla, Los Angeles County'deki Antelope Valley Transit Authority, elektrikli otobüs filosuna güç sağlamak için endüktif sistemleri entegre etti. Kuzey Amerika'da 50'den fazla şarj pedi ve kamyonlar için 500 kW hızlı şarj cihazı üzerinde çalışmak üzere DOE hibesi ile WAVE Charging, özellikle toplu taşıma sektöründe kablosuz şarj altyapısının benimsenmesini teşvik ediyor.

Indianapolis'te, Çinli elektrikli araç devi BYD tarafından üretilen elektrikli otobüsler, InductEV (eski adıyla Momentum Dynamics) ile yapılan ortaklık sayesinde kablosuz şarj teknolojisiyle çalışıyor. Ayrıca, InductEV'nin kablosuz şarjı geliştirme konusundaki kararlılığı, Pennsylvania'da elektrikli araçlar ve ticari filolar için yüksek güçlü çözümler üzerine odaklanan özel bir araştırma ve geliştirme merkezinin kurulmasıyla da açıkça görülüyor.

Brooklyn merkezli bir girişim olan HEVO, Oak Ridge National Laboratory ve Stellantis ile işbirliği içinde kablosuz şarj girişimlerine öncülük ediyor. Ortak çabaları, Chrysler Pacifica hibrit araçlarda 50 kW kablosuz sistemleri denemek ve yüksek güçlü 300 kW kablosuz hızlı şarj cihazı geliştirmek. Bu projeler, kablosuz şarj çözümlerini genel tüketici araçlarına getirmek için hükümet ve özel sektör paydaşlarının çok sayıda çabasını gösteriyor.

Kablosuz EV Şarj Cihazları için Evrensel Standartların Belirlenmesi

Kablosuz şarjın kapsamı Kuzey Amerika dışına yayıldıkça, standardizasyon kablosuz EV şarj teknolojilerinin yaygın olarak benimsenmesinde önemli bir rol oynamaktadır. 2022 yılında, mühendisler ve teknik ulaşım uzmanlarından oluşan bir dernek olan SAE International, binek otomobilleri de kapsayan hafif hizmet araçları için özel olarak tasarlanmış sabit kablosuz şarj için ilk standardı tanıttı. SAE J2954 ve SAE J2847/6 standartları kapsamında yer alan bu standart, 11 kilovat'a kadar güvenli şarj hızları, birlikte çalışabilirlik ve performans kriterleri gibi kritik hususları ele almaktadır. Verimliliğe ve 25 cm'ye kadar plaka-araç mesafelerine uyum sağlamaya önem veren bu standartlar, kablosuz şarj çözümlerinin sorunsuz entegrasyonunun önünü açıyor. Ayrıca, bu standartlaştırılmış sistemler, otomatik park ve şarj özelliklerine sahip araçlar için otonom altyapılarda uygulanabilir. Aşağıdaki görüntü, şarj cihazı ve aracın bu evrensel standartları kullanarak nasıl etkileşime girdiğini göstermektedir.

Şekil 2: Evrensel Standart Kablosuz Şarj Kullanarak EV Şarjının Gösterimi.

Kaynak: PTR Inc.

Kablosuz EV şarj cihazlarının önde gelen üreticileri

Başlıca kablosuz EV şarj oyuncuları, çok sayıda araştırma ve geliştirme girişimini finanse ederek pazar talebini artırmaya çalışıyor.

Şekil 3: Kablosuz EV 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 endüktif şarj teknolojisine olan bağlılıklarını sergiledi. Özellikle Mercedes-Benz, 2017 S550e modelinde kablosuz şarjı tanıtmasının ardından, bu teknolojiyi on yılın sonlarında üretilecek araçlara entegre etme planlarıyla kablosuz şarja iki kat daha fazla önem veriyor. BMW de Formula E yarışlarında pace car olarak kullanılan i8 modeliyle kablosuz şarj özelliklerini sergiledi ve bu teknolojinin BMW i serisi plug-in hibrit elektrikli araçlara entegre edilebileceği yönünde spekülasyonlara yol açtı.

Bu arada Stellantis, İtalya'nın Chiari kentinde elektrikli Fiat 500e ile yaptığı bir tanıtım sırasında, yol yüzeyinin altına yerleştirilmiş bobinlerden oluşan Dinamik Kablosuz Güç Aktarımı (DWPT) sistemini tanıttı. Volkswagen da Tennessee eyaletinin Knoxville kentindeki İnovasyon Merkezi'nde kablosuz EV şarjı konusunda önemli adımlar atıyor ve 300 kW'a kadar hızlara ulaşabilen kablosuz hızlı şarj sistemi elde etmek için gelişmiş silikon karbür malzemeler kullanan patentli bir bobin ve şarj pedi tasarımı geliştiriyor.

Kablosuz şarj çözümlerine olan ilgi artmaya devam ederken, Şarj Arayüzü Girişimi (CharIN) organizasyonu, kablosuz şarj deneyimlerini standartlaştırmak ve kolaylaştırmak için Kablosuz Güç Aktarımı Görev Gücü'nü kurdu. Bu girişimler, şarj alanını devrim niteliğinde değiştirmek ve araç sahiplerine benzersiz bir rahatlık ve en son teknolojiyi sunmak için yapılan ortak çabayı simgeliyor.

Kablosuz şarj, lüks araç sahipleri için kolaylık ve gelişmiş kullanıcı deneyimi sunan cazip bir seçenek haline geliyor. 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 sunuyor.

Kablosuz EV şarj cihazı pazarında küresel olarak üçüncü sırada yer almaktadır. Avrupa ve APAC, Kuzey Amerika'nın kablosuz EV şarj pazarı, taşınabilir, kablosuz cihazlara olan talebin artması ve sektörler genelinde teknolojik gelişmelerin etkisiyle hızla büyümüştür. Teknolojik gelişmeler ve artan EV satışları, Kuzey Amerika'da kablosuz şarj sistemlerine olan talebi artıracaktır. Ayrıca, Kuzey Amerika otomotiv pazarında artan çevre bilinci, EV satışlarını artırmış ve bu da bölgede çevre dostu kablosuz şarj çözümlerinin daha da yaygınlaşmasını sağlayacaktır.

Yazar Hakkında

Amna Mumtaz

Pazar Analisti - PTR Inc.

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

İletişim: [email protected]