Porsche presenterar trådlös laddningsteknik för elektriska Cayenne

Att äga en elbil innebär vanligtvis en specifik rutin. Du kör hem, öppnar laddporten, brottas med en tjock kabel och kopplar in den. Det är inte svårt, men det är en manuell uppgift som förarna måste upprepa då och då, beroende på hur mycket de kör. Porsche vill ändra denna vana med nya Cayenne Electric. Den tyska biltillverkaren introducerar ett system som låter bilen tanka själv utan att någon rör en kabel.

Denna teknik kallas induktiv laddning. De flesta av oss använder redan en mindre version av denna teknik - det är samma metod som används för att ladda smartphones genom att helt enkelt placera dem på en pad. Porsche har tagit detta koncept och skalat upp det för en tung SUV. Företaget hävdar att det är den första tillverkaren som erbjuder denna specifika typ av kontaktlös laddning som ett fabriksalternativ.

Systemet är förvånansvärt enkelt. Det kräver ingen stor wallbox monterad i ögonhöjd. Istället använder den en markplatta eller golvplatta. Denna platta sitter på garagegolvet eller parkeringsplatsen. Enheten mäter 117 cm längd, 78 cm bredd och är bara 6 cm hög.

Installationsprocessen är enkel. En användare ansluter golvplattan till strömförsörjningen och systemet är klart. Det finns inga rörliga delar eller robotarmar. Den andra delen av ekvationen är gömd inuti bilen. En mottagarenhet sitter under Cayenne Electric, placerad precis bakom framaxeln.

Golvplattan och fordonet utbyter signaler för att överföra energi genom luften. Innan någon ström överförs måste de två enheterna identifiera sig med varandra genom att dela data via en integrerad Wi-Fi-komponent. Denna handskakning innebär att man byter lösenord för att säkra anslutningen mot obehörig elanvändning.

Efter att bilen identifierat laddningsskylten hjälper systemet föraren med positioneringen. Den inbyggda Porsche Communication Management (PCM)-skärmen växlar till ett parkeringsgränssnitt som använder fordonets kameror och sensorer för att visualisera dess position. På den här skärmen indikerar en grön prick bilens mottagare, medan en grön cirkel markerar positionen för den golvmonterade laddningsspolen.

Föraren behöver bara styra tills punkten är i linje med cirkeln. Denna mekanism bygger på samma teknik som används i "Keyless Go"-åtkomstsystem, och erbjuder en intuitiv upplevelse som känns som att spela ett enkelt videospel. När fordonet har parkerats och parkeringsbromsen är åtdragen, börjar laddningsprocessen automatiskt.

Men Porsches ingenjörsteam stod inför ett betydande tekniskt hinder. Medan trådlösa telefonladdare fungerar på låga strömnivåer, kräver att fylla på det massiva batteriet i en SUV avsevärd hög effekt. För att uppnå detta modifierar systemet den elektriska strömmen.

Standardel från nätet flödar med en frekvens på 50 eller 60 Hz. Porsches golvplatta tar den energin och omvandlar den till likström. Sedan konverterar den tillbaka till växelström men med en mycket högre hastighet - 85 000 Hz. Detta skapar ett kraftfullt magnetfält mellan kopparspolen i golvet och spolen i bilen. Denna höga frekvens gör att systemet kan skicka kraft över ett luftgap på upp till 18 cm.

Effektiviteten är också imponerande. Även om energin går genom luften håller systemet en verkningsgrad på över 90 procent. Och föraren behöver inte parkera perfekt, eftersom spolarna kan vara feljusterade med upp till 10 cm, och systemet kommer fortfarande att fungera. Programvaran känner av positionen och justerar kraftflödet för att kompensera.

Att skicka högspänning genom luften kräver strikta säkerhetsåtgärder. Om metallföremål hamnar mellan spolarna kan de bli väldigt varma, liknande en gryta på en induktionsspis. För att förhindra detta har golvplattan ett system för detektering av främmande föremål. Om den känner av en uppsättning nycklar eller ett mynt på tallriken stängs den helt enkelt av.

Det finns också ett detekteringssystem för "live-objekt". Om ett husdjur går under bilen eller en person sträcker sig under bilen, stoppar rörelsesensorer laddningsprocessen omedelbart. Systemet använder också skärmande plattor och ferriter (magnetiska material) för att hålla magnetfältet fokuserat. Detta skyddar bilens elektronik och säkerställer att systemet håller sig inom de elektromagnetiska säkerhetsgränserna.

Denna innovation banar väg för helt handsfree-laddningsupplevelser. Porsche utvecklar aktivt funktioner som gör att fordonet kan hantera hela proceduren självständigt. Snart kan en förare helt enkelt kliva ut på sin uppfart och trycka på en knapp på sin smartphone. Cayenne Electric skulle sedan autonomt manövrera in i garaget, placera sig exakt över laddningsplattan och fylla på batteriet utan några manuella ingrepp.

Det är viktigt att förstå hur denna nya teknik förhåller sig till befintliga standarder. Där "Nivå 1" hänvisar till standarduttaget som vanligtvis används för hushållslampor, och "Nivå 2" betecknar den robusta enheten som vanligtvis installeras på garageväggar, syftar Porsches tillvägagångssätt på att kombinera de snabba laddningshastigheterna för de senare med enkelheten att bara parkera fordonet.

Data avslöjar att Cayennes trådlösa installation inte äventyrar prestandan för enkelhetens skull. Historiskt sett sågs trådlös laddning ofta som en långsam trickle-metod med låg effekt. Men genom att nå tröskeln på 11 kW har Porsche garanterat att den trådlösa upplevelsen matchar hastigheten för att ansluta en tjock kabel. Den enda avvägningen är kravet att installera en golvplatta istället för en väggmonterad enhet.