بورش تكشف عن تقنية الشحن اللاسلكي لسيارات كايين الكهربائية

عادة ما ينطوي امتلاك سيارة كهربائية على روتين محدد. أنت تقود السيارة إلى المنزل، وتفتح منفذ الشحن، وتتصارع مع كابل سميك، ثم تقوم بتوصيله. الأمر ليس صعبًا، ولكنه مهمة يدوية يجب على السائقين تكرارها بين الحين والآخر، اعتمادًا على المسافة التي يقودونها. تريد بورش تغيير هذه العادة مع سيارة كايين الكهربائية الجديدة. تقدم شركة صناعة السيارات الألمانية نظامًا يسمح للسيارة بتزويد نفسها بالوقود دون أن يلمس أي شخص الكابل.

تسمى هذه التقنية بالشحن الاستقرائي. يستخدم معظمنا بالفعل نسخة أصغر من هذه التقنية - وهي نفس الطريقة المستخدمة لشحن الهواتف الذكية بمجرد وضعها على اللوحة. لقد اتخذت بورش هذا المفهوم وقامت بتوسيع نطاقه ليشمل سيارات الدفع الرباعي الثقيلة. تدعي الشركة أنها أول شركة مصنعة تقدم هذا النوع المحدد من الشحن بدون تلامس كخيار المصنع.

النظام بسيط بشكل مدهش. لا يتطلب صندوق حائط كبير مثبتًا على مستوى العين. بدلاً من ذلك، يستخدم وسادة أرضية، أو لوحة أرضية. توضع هذه اللوحة على أرضية المرآب أو في مكان وقوف السيارات. يبلغ طول الوحدة 117 سم وعرضها 78 سم وارتفاعها 6 سم فقط.

عملية التثبيت واضحة ومباشرة. يقوم المستخدم بتوصيل اللوحة الأرضية بمصدر الطاقة، ويكون النظام جاهزًا. لا توجد أجزاء متحركة أو أذرع الروبوت. الجزء الثاني من المعادلة مخفي داخل السيارة. توجد وحدة الاستقبال أسفل كايين إلكتريك، خلف المحور الأمامي مباشرةً.

تتبادل اللوحة الأرضية والمركبة الإشارات لنقل الطاقة عبر الهواء. قبل نقل أي طاقة، يجب على الوحدتين تعريف نفسيهما لبعضهما البعض من خلال مشاركة البيانات من خلال مكون Wi-Fi متكامل. تتضمن هذه المصافحة تبادل كلمات المرور لتأمين الاتصال ضد الاستخدام غير المصرح به للكهرباء.

وبعد أن تتعرف السيارة على لوحة الشحن، يساعد النظام السائق في تحديد موضعه. تتحول شاشة إدارة الاتصالات بورشه (PCM) الموجودة على متن السيارة إلى واجهة ركن السيارة، وذلك باستخدام كاميرات السيارة وأجهزة الاستشعار لتصور موقعها. على هذه الشاشة، تشير نقطة خضراء إلى جهاز استقبال السيارة، بينما تشير دائرة خضراء إلى موضع ملف الشحن المثبت على الأرض.

يحتاج السائق فقط إلى التوجيه حتى تتم محاذاة النقطة داخل الدائرة. وتعتمد هذه الآلية على نفس التقنية المستخدمة في أنظمة الوصول "Keyless Go"، مما يوفر تجربة بديهية تشبه لعب لعبة فيديو بسيطة. بمجرد ركن السيارة وتشغيل فرامل الانتظار، تبدأ عملية الشحن تلقائيًا.

ومع ذلك، واجه فريق بورشه الهندسي عقبة فنية كبيرة. بينما تعمل شواحن الهواتف اللاسلكية بمستويات طاقة منخفضة، فإن تجديد البطارية الضخمة لسيارة الدفع الرباعي يتطلب مدخلات كبيرة من الطاقة العالية. ولتحقيق ذلك، يقوم النظام بتعديل التيار الكهربائي.

تتدفق الكهرباء القياسية من الشبكة بتردد 50 أو 60 هرتز. تأخذ لوحة أرضية بورشه هذه الطاقة وتحولها إلى تيار مباشر. ثم يحوله مرة أخرى إلى تيار متردد ولكن بسرعة أعلى بكثير - 85000 هرتز. وهذا يخلق مجالًا مغناطيسيًا قويًا بين الملف النحاسي الموجود في الأرضية والملف الموجود في السيارة. يسمح هذا التردد العالي للنظام بإرسال الطاقة عبر فجوة هوائية تصل إلى 18 سم.

الكفاءة مثيرة للإعجاب أيضًا. وعلى الرغم من أن الطاقة تنتقل عبر الهواء، إلا أن النظام يحافظ على معدل كفاءة يزيد عن 90 بالمائة. ولا يحتاج السائق إلى ركن السيارة بشكل مثالي، لأن الملفات يمكن أن تنحرف بشكل خاطئ بما يصل إلى 10 سم، وسيظل النظام يعمل. يكتشف البرنامج الموضع ويضبط تدفق الطاقة للتعويض.

يتطلب إرسال الجهد العالي عبر الهواء اتخاذ تدابير سلامة صارمة. إذا دخلت الأجسام المعدنية بين الملفات، فقد تصبح ساخنة جدًا، كما هو الحال في وعاء على موقد الحث. ولمنع ذلك، تحتوي اللوحة الأرضية على نظام كشف الأجسام الغريبة. إذا استشعر مجموعة من المفاتيح أو عملة معدنية على اللوحة، فإنه ببساطة يتوقف عن العمل.

يوجد أيضًا نظام الكشف عن "الكائنات الحية". إذا مشى حيوان أليف أسفل السيارة أو وصل شخص ما إلى الأسفل، فإن مستشعرات الحركة توقف عملية الشحن على الفور. يستخدم النظام أيضًا ألواح التدريع والحديد (المواد المغناطيسية) للحفاظ على تركيز المجال المغناطيسي. وهذا يحمي إلكترونيات السيارة ويضمن بقاء النظام ضمن حدود السلامة الكهرومغناطيسية.

يمهد هذا الابتكار الطريق لتجارب الشحن بدون استخدام اليدين تمامًا. تعمل بورشه بنشاط على تطوير القدرات التي تسمح للسيارة بإدارة الإجراء بأكمله بشكل مستقل. وقريبًا، قد يخرج السائق ببساطة من ممر سيارته ويضغط على زر على هاتفه الذكي. تقوم كايين إلكتريك بعد ذلك بالمناورة بشكل مستقل داخل المرآب، وتضع نفسها بدقة فوق لوحة الشحن، وتجديد بطاريتها دون أي تدخل يدوي.

ومن الضروري أن نفهم كيفية ارتباط هذه التكنولوجيا الجديدة بالمعايير الحالية. حيث يشير "المستوى 1" إلى المنفذ القياسي المستخدم عادةً للمصابيح المنزلية، ويشير "المستوى 2" إلى الوحدة القوية التي يتم تركيبها عادةً على جدران المرآب، ويهدف نهج بورشه إلى دمج سرعات الشحن السريع للأخيرة مع بساطة ركن السيارة فقط.

تكشف البيانات أن الإعداد اللاسلكي في كايين لا يؤثر على الأداء من أجل السهولة. تاريخيًا، كان يُنظر إلى الشحن اللاسلكي غالبًا على أنه طريقة بطيئة ومنخفضة الطاقة. ومع ذلك، من خلال الوصول إلى عتبة 11 كيلوواط، ضمنت بورشه أن التجربة اللاسلكية تتوافق مع سرعة توصيل كابل سميك. المقايضة الوحيدة هي الحاجة إلى تركيب وسادة أرضية بدلاً من وحدة مثبتة على الحائط.