De Indiase regering en de automobielsector doen hun best om hun realistische doelen te bereiken om tegen 2030 30% elektrische voertuigen op de weg te hebben. Ondanks de subsidies en regelgeving van de overheid lijkt dit tot nu toe niet te werken omdat elektrische voertuigen op Indiase wegen hebben niet veel waardering gekregen van het publiek in het algemeen. Als we kijken naar de reden, komt alles neer op twee dingen: het slechte bereik en de langere oplaadtijd die bij elektrische voertuigen horen. In tegenstelling tot IC-voertuigen moeten de ritten op EV's worden gepland omdat u uw voertuig niet kunt opladen terwijl u aan het rennen bent… Maar! Wacht even. Wat als ik zeg dat het mogelijk is om uw EV op te laden, zelfs terwijl u erin rijdt? Nee, ik heb het hier niet over het zonne- of regeneratieve systeem.Ik heb het over een echte oplader die onder de weg kan worden begraven om je EV draadloos op te laden terwijl je erop rijdt. Opgewonden toch?
Dit is precies waar “Wireless Vidyuth”, een start-up uit Bangalore momenteel aan werkt. Het bedrijf, mede opgericht door Tetiana Skupova (Tania) en Nagendra R Gouthamas, werkt momenteel aan statische draadloze opladers en gaat binnenkort over op dynamische draadloze opladers voor elektrische voertuigen. Opgewonden door zijn plan, benaderde CircuitDigest het duo met een paar vragen en hun antwoorden zijn als volgt.
1. Hoe is Wireless Vidyuth ontstaan en hoe is het van de grond gekomen?
Tania: Omdat ik geïnteresseerd was in hernieuwbare energie, zocht ik iets spannends om aan te werken, iets dat ons leven ten goede zou kunnen veranderen. Op dat moment ontmoette ik Nagendra, onze chief power electronics engineer bij Wireless Vidyuth. Hij heeft me daadwerkelijk bereikt via LinkedIn na het bekijken van een van de video's over het Insky Energy-project, waarvan ik ook de mede-oprichter ben. Toen ik hoorde hoe hij zijn ideeën uitlegt, merkte ik hoe gepassioneerd en toegewijd hij is om hieraan te werken en het voor elkaar te krijgen. Maar hij had geen breder beeld over hoe hij het idee moest ontwikkelen en er zaken mee moest doen. Dus begon ik meer te leren over het project en Nagendra stelde me technische aspecten en documenten voor. Dat is hoe onze reis begon voor Wireless Vidyuth.
Vandaag hebben we op ons kantoor in Bangalore een toegewijd team van 10 mensen samengesteld, die momenteel werken aan ons tweede prototypemodel.
2. In welk stadium bevindt Wireless Vidyuth zich momenteel? Heeft het enige financiering ontvangen?
Tania: Op dit moment hebben we ons eerste prototypemodel voltooid en werken we aan het tweede. We zijn ook van plan om het praktisch te testen op enkele plaatsen in India, waarover Nagendra later zal spreken. Ik denk dat we de betrouwbaarheid van onze technologie zullen vergroten als we de efficiëntie ervan kunnen aantonen met ons tweede prototype. In dat stadium kunnen we belanghebbenden ervan overtuigen dat onze technologie beter presteert dan onze concurrenten op het gebied van prijs en efficiëntie. We zijn dus bedoeld om belanghebbenden te betrekken en investeerders uit te nodigen om ons project te financieren na het voltooien en testen van het tweede prototype.
3. Wat is het idee achter Wireless Vidyuth?
Nagendra:Het idee van draadloze stroom flitste van de grote wetenschapper en uitvinder, Nikola Tesla. Hij is als de vader van alle draadloze technologieën in de wereld van vandaag. Na het afronden van mijn engineering ben ik op zoek gegaan naar de bedrijven die bezig waren met draadloze energietechnologieën, wat mijn passie is vanaf de engineeringtijd. Maar toen kwam ik erachter dat er in India geen bedrijf is dat werkt aan draadloze stroom, dus ben ik op zoek gegaan naar potentiële partners die mijn idee naar een hoger niveau kunnen tillen. Dit is hoe ik Tania ontmoette. Aanvankelijk had ik grotere plannen om een Wardenclyffe-toren (de Tesla-toren) en een draadloos stroomsysteem voor elektriciteitsopwekking terug te bouwen. Samen kozen we voor de aanpak “Think Big, Start Small”.Dus besloten we om met een kleiner idee te beginnen en een hoogfrequent draadloos krachtoverbrengingssysteem te bouwen door resonante inductieve koppeling voor het statisch opladen van elektrische voertuigen. Dit systeem kan worden gebruikt voor het statisch draadloos opladen van elektrische voertuigen. Zodra dit is bereikt, gaan we ook over op de implementatie van dynamisch opladen.
4. Wat zijn de soorten draadloze opladers die worden gebruikt met EV?
Nagendra : Er zijn twee soorten draadloze opladers voor elektrische voertuigen. Een daarvan is de inductieve koppeling, die we zullen gebruiken, en de andere is de overdracht van microgolfvermogen. Onder inductieve koppeling zullen we statische laders en dynamische laadsystemen hebben. De statische oplader zal vermogen overdragen wanneer het voertuig stilstaat, bijvoorbeeld op een parkeerplaats of garage. De zender op de oplader wordt alleen ingeschakeld wanneer het voertuig wordt gedetecteerd en het zenden van wisselstroom wordt opgevangen door de ontvangerspoel op de EV. De andere methode van inductief opladen is het dynamisch opladen, waarmee we het voertuig ook onderweg kunnen opladen door een draadloze oplaadgang op te zetten.
5. Hoe ver bent u gevorderd met uw draadloze opladers? Wanneer kunnen we het op de markt verwachten?
Nagendra: Vanaf nu hebben we al een klein werkend prototypemodel gebouwd dat versie één is. Het kan worden gebruikt voor een kleinere krachtoverbrengingscapaciteit met behulp van de methode van hoogfrequente resonante inductieve koppeling. Nu bouwen we ons tweede prototype draadloze oplader met een hoger vermogen in het bereik van kilowatt, dat is ongeveer 2 kW. Hij kan werken op een normale huishoudelijke voedingsspanning van 230V met een efficiëntie van 90% tot 95%, wat betekent dat de Q-factor van zowel de zender als de ontvangerspoel hoger zal zijn. Het zal gewoon als een transformator werken, maar zonder enige kern erin.
We hebben het lokale elektriciteitsbedrijf BESCOM (Bangalore Electricity Supply Company) benaderd om ons te ondersteunen bij het bouwen van een prototype voor statisch opladen. Ze toonden hun interesse in het installeren van draadloze oplaadeenheden voor zowel statisch als dynamisch opladen na het testen van ons tweede prototype. We zijn van plan om onze eerste draadloze laders te installeren op het kantoor van BESCOM.
6. Hoe zal de draadloze technologie van Vidyuth het EV-ecosysteem in India een boost geven?
Nagendra: Onlangs is het wereldwijde scenario voor EV veel veranderd en is er een enorme interesse in het creëren van een EV-ecosysteem. Veel ontwikkelde landen hebben regelgeving ingevoerd om volledig over te schakelen op elektrische voertuigen. India zet er ook hard op in. Het is dus duidelijk dat de wereld op zoek is naar nieuwe oplossingen om sneller over te schakelen op EV en draadloos opladen is een van de technologische innovaties om dit probleem aan te pakken.
De EV-sector schoot omhoog met miljarden dollars aan investeringen, maar de huidige EV-fabrikanten werken nog steeds hard om efficiënte oplossingen te vinden voor pijnproblemen zoals actieradius en oplaadtijd. Draadloos opladen is misschien de enige. Met dynamische laders kunnen EV's onderweg worden opgeladen. Het zal ook de batterijcapaciteit van de EV met tweederde verminderen, waardoor deze veel lichter wordt.
7. Wat is resonerende inductieve koppeling met hoge frequentie? Hoe helpt dit bij draadloze stroomoverdracht?
Nagendra:Draadloze elektriciteitsoverdracht werkt volgens het principe van "wederzijdse inductie" tussen twee spoelen. De zenderspoel is verbonden met de AC-voeding en de ontvangerspoel is verbonden met de belasting. De belasting in ons geval is de batterij via de ingebouwde lader. Wanneer de stroom naar de zender wordt ingeschakeld, zet de spoel elektriciteit om in een magnetisch veld, dat oscilleert op een resonantiefrequentie. Vervolgens zet de ontvangerspoel aan de ontvangende kant dit magnetisch om in elektriciteit. Het vermogen kan worden overgedragen van de zendspoel naar de ontvangerspoel op basis van de wetten van elektromagnetische inductie van Faraday. De stroom die aan het ene uiteinde binnenkomt en aan het andere uiteinde van de spoel weggaat, wordt bepaald door puntconventie. De kerntechnologie die wordt gebruikt in het draadloze krachtoverbrengingssysteem is hoogfrequente inductieve koppeling via magnetische velden.Een impedantiecompensatiecircuit wordt ook gebruikt om een maximale vermogensoverdracht te bereiken.
8. Wat zijn uw plannen voor dynamische laadtechnologie? Waar ben je dit van plan?
Nagendra: Over nog eens zes tot zeven maanden, nadat we klaar zijn met ons prototype van onze statische oplader (model 2), zijn we van plan om ze te installeren op de parkeerplaats van het BESCOM-hoofdkantoor in Bangalore. Voor de tweede run zijn we van plan om dynamisch opladen te ontwikkelen door een draadloze oplaadcorridor op te zetten met behulp van segmentcontroletechnologie. Het kan worden geïmplementeerd bij Vidhana Soudha in Bangalore, waardoor het een iconische plek wordt door de eerste draadloze oplaadgang van India te hebben.
In deze draadloze gangen wordt de zenderzijde van de oplader in serie onder de grond begraven. Deze zenderkussentjes worden alleen geactiveerd als de ontvangende kussentje bovenop die specifieke zender komt. Dit verbetert de energie-efficiëntie en geeft een gevoel van veiligheid, want wanneer andere IC-aangedreven voertuigen of voetgangers op de weg lopen, blijven deze zenders uitgeschakeld.
9. Zijn de draadloze opladers van Vidyuth compatibel met alle EV's? Wat zijn de gemiddelde kosten die eraan verbonden zijn?
Nagendra: Elke EV wordt geleverd met zijn eigen specificatie van het batterijpakket, dat wordt opgeladen door de ingebouwde oplader. Voor de draadloze opladers blijft het zendergedeelte hetzelfde voor alle voertuigen, maar er moeten enkele wijzigingen worden aangebracht aan de ontvangerzijde op basis van het type ingebouwde oplader in die specifieke EV. Zodra deze ontvangerspoelen op een EV zijn gemonteerd, kan deze gebruikmaken van elke draadloze oplader (zender) die in de stad is geïnstalleerd. Onze zend- en ontvangstpad kan als accessoire worden toegevoegd aan de bestaande EV's.
10. Draadloze laders worden normaal gesproken als inefficiënt en duur beschouwd. Hoe denkt Wireless Vidyuth dit aan te pakken?
Nagendra: De draadloze laders werken volgens hetzelfde principe als dat van de transformator. Een transformator heeft normaal gesproken een rendement van 98 tot 99%. Maar draadloze opladers hebben wel wat laadverliezen en we proberen een laadefficiëntie van 95% te behalen. We zijn er zeker van dat de efficiëntie van onze oplader niet onder de 90% zal zijn.
Tania: We werken eraan om draadloos opladen betaalbaar en concurrerend te maken. We zijn van mening dat de kosten niet definitief zijn en met de tijd zullen afnemen. Zoals we weten, waren veel technologieën op het moment dat ze net werden gelanceerd veel duurder dan nu. Na adoptie en technologische verbetering wordt de prijs verlaagd. Een voorbeeld zijn de kosten voor communicatie. Een andere is zonnepanelen… toen ze meer dan 50 jaar geleden werden geïntroduceerd, leek het erg duur. Maar nu is hun prijs meer dan 200 keer goedkoper geworden dan in het begin. Ons doel zou natuurlijk zijn om de technologie betaalbaar te maken. Dus zodra we de eerste dingen hebben opgezet, zullen we eraan werken om het goedkoper te maken. En voor de dynamische laders zijn we van plan om in de latere fasen van ons project aan verschillende bedrijfsmodellen te werken,zodat we dit kostenprobleem kunnen aanpakken.
11. Wat zijn de technologische belemmeringen waarmee Vidyuth momenteel wordt geconfronteerd? Hoe ben je van plan het te overwinnen?
Nagendra: Aangezien Wireless Vidyuth de enige speler in India is die werkt aan Wireless Power Transfer voor elektrische voertuigen, hebben we in eerste instantie wat problemen om dingen in beweging te krijgen. De meeste componenten die nodig zijn voor ons project, zoals de high-speed switching MOSFETS, waren niet beschikbaar in India en het was een probleem om hiervoor een leverancier te vinden. We moesten het van buitenaf importeren voor ons project.
Een andere technologische hindernis in de draadloze oplader is om de ontvangerspoel in de EV daadwerkelijk uit te lijnen met de zenderspoel van de oplader voor maximale krachtoverbrenging en we werken momenteel aan verbetering ervan.