Volvo ville vise hvor enkelt trådløs lading av elbil kan bli. Det gikk ikke helt etter planen

Se video.

Se video av hvordan det gikk da Volvo inviterte TU for å demonstrere trådløs lading av elbil.

Olav Vs gate i Oslo: To svenskregistrerte Volvo XC40 står på sirlig rekke langs gateparkeringen et steinkast fra Nasjonalteateret i Oslo. Bilene ser ikke annerledes ut enn Oslos øvrige elkjøretøy som bader i sol denne ettermiddagen.

Men under bilenes frontaksling har den svenske bilprodusenten boltet fast et omtrent 35 kilo tungt og 0,6 kvadratmeter stort blått kvadrat. Den gjør det mulig å lade bilene trådløst.

Man trenger bare parkere bilen over et tilsvarende blått kvadrat som er frest ned i bakken, før man åpner og lukker døren. Så begynner ladingen. Enklere og mer bekvemt for brukeren, mener Volvo.

Det er i alle fall slik det skal fungere i teorien. Volvo har invitert TU for å demonstrere en prototyp for trådløs lading. Det går ikke akkurat glatt for seg. Volvos ladeekspert Robert Eriksson forsøker å sette i gang ladingen, men det fungerer ikke. «Waiting for authentication» står det på en spesialutviklet app i bilens midtstilte skjerm.

Se seansen i videoen øverst i saken.

– Kommunikasjonen går fra ladeplatene, over til nettstasjonen og så til ladeoperatøren. Det er trolig et problem i kjeden, men vi vet ikke hvor. Dette er ting vi skal finne ut av i pilotprosjektet, sier Eriksson.

Han kjører litt lengre fram for å sjekke om bilen er posisjonert feil.

Les også

800 volt, 100 ampere, 85 kHz

I tre år fremover tester Volvo og taxiselskapet Cabonline ut trådløs lading på en flåte av 20 drosjer med to forskjellige trådløse ladelokasjoner i Göteborg. Prosjektet skal gi Volvo kunnskap om dette er teknologi som kan introduseres bredere i fremtiden. De undersøker blant annet om trådløs lading kan eliminere behovet for menneskelig involvering, for eksempel på autonome biler.

I Oslo er de kun på besøk med svenske biler i forbindelse med elbilkonferansen EVS35.

Teknologien testes også ut i den norske hovedstaden av Norgestaxi og Jaguar Land Rover.

Momentum Dynamics (MD) har utviklet den trådløse ladeløsningen. Det finnes protokoller for trådløs normallading opp til 11 kW (SAE J2954 og SAE J2846/7), men enda ingen standard for trådløs hurtiglading.

MDs løsning er basert på 800 volt med strømstyrke på rundt 100 ampere. Toppeffekten er på 75 kW, noe som da kun kan oppnås med 800-volt kjøretøy – typisk busser, som systemet egentlig er designet for. Videre er systemet modulært – man kan lade med opptil 300 kW ved å plassere flere ladeplater ved siden av hverandre.

De blå kvadratene har hver sin spole. Når du setter strøm på den ene, induseres strøm i den andre.

Dette skjer ved høye frekvenser. Mellom strømnettet og den trådløse laderen har nemlig vekselstrømmen vært innom en frekvensomformer som endrer frekvensen fra 50 Hz til 85 kHz. 

Det blå kvadratet montert under bilen har en likeretter som omgjør vekselstrøm til likestrøm og sender energien til bilen.

Her er koblingene på den ene ladeplata som er festet under bilen (ladeplata ligger opp ned):

Koblingene på siden av ladeplata som festes under bilen. Foto: Mathias Klingenberg

– 99,9 prosent virkningsgrad mellom ladeputene

Man skulle kanskje tro at et trådløst system ville føre til store energitap, men ifølge Gabriel Samuelsson i Momentum Dynamics er virkningsgraden i selve de trådløse overføringen på over 99,9 prosent. Avstanden mellom ladeputene kan være på mellom 10 og 20 centimeter.

Tapene skjer hovedsakelig i kraftelektronikken i kabinettet, ifølge Samuelsson. Mellom strømnett og bilbatteri er virkningsgraden på rundt 90 prosent, sier han. Han mener virkningsgraden for det trådløse systemet er bedre enn kablet hurtiglading, ettersom kablede systemer kun fungerer optimalt ved gitte effekter.

– Vårt system gir 90 prosent virkningsgrad uansett om man lader med 75 eller 43 kW effekt, hevder han.

Dersom to termiske kameraer montert under bilene oppdager varmeutvikling mellom ladeplatene, avbrytes kraftoverføringen i løpet av få sekunder. Dette for å unngå at løse metalldeler på ladeputa overoppheter og skaper trøbbel. Samuelsson forsikrer at de magnetiske platene ikke utgjør noen fare for andre elementer.

Les også

På det tredje skal det skje

Det er ikke metalldeler som skaper problemer for Eriksson denne ettermiddagen. Han rygger bakover og fremover for å forsøke en gang til.

Står bilen riktig? Ja, sier systemet. Ladeplatene aksepterer at du parkerer inntil åtte centimeter feil til alle sider (til sammen 16 centimeter i lengderetningen), altså må drøyt 0,5 kvadratmeter av platene dekke hverandre.

Eriksson åpner og lukker igjen førerdøra i håp om at det skal gå bedre nå. Men nei, ingenting skjer. Eriksson skjuler eventuell frustrasjon godt.

– Vi gjør et forsøk til. Iblant skjer det tredje gang, sier han.

Og han får rett. XC40 begynner å lade på tredje forsøk.

Robert Eriksson har tittelen Senior Technical Leader i Volvo Car Group. Han er en av Volvos fremste lade-eksperter. Foto: Mathias Klingenberg

I motsetning til kablet hurtiglading øker effekten etter hvert som batteriet lades opp med MD løsning. Effekten avhenger nemlig av batterispenningen, som øker sakte, men sikkert når batteriet lagrer mer og mer energi. Strømstyrken går kun opp til 100 ampere.

I vårt tilfelle starter XC40-en med hele 87 prosent på batteriet. Likevel hopper effekten ganske raskt opp til rundt 40 kW.

Flere trådløse prosjekter

Samuelsson i MD forsikrer om at vann, is eller andre naturlige elementer ikke vil forhindre den trådløse ladingen. Han viser til en episode av Fully Charged, hvor en ti centimeter tykk isblokk ble lagt over ladeputa. Ladingen gikk like raskt som vanlig.

Selv om trådløs elbillading ikke er standardutstyr i dag, er Momentum Dynamics slettes ikke alene om å jobbe med dette.

I Nottingham i Storbritannia deltar ni drosjer i et prosjekt med trådløs lading utviklet av Sprint Power, skriver Automotive World. IPT Technology og Char.gy har laget en løsning som testes ut i Marlow i Buckinghamshire sammen med bildelingsaktøren Hiyacar, ifølge Fleet News.

I britiske Milton Keynes har bussrute nummer syv testet ut trådløs hurtiglading (opptil 120 kW) siden 2014.

Flere jobber også med trådløs hjemmelading. Plugless Power selger en løsning for det amerikanske markedet.

Les også

Siemens og WiTricity viste på EVS35 fram et konsept hvor ladeplata ligger oppå bakken. Løsningen er ment for hjemme- og kontorbruk, og installasjonen blir enklere når man ikke må frese noe ned i bakken.

Uvisst om og når trådløs lading blir vanlig

Også Momentum Dynamics jobber med en trådløs hjemmelader. Systemet skal både kunne lade trådløst med høy effekt på tur (50-75 kW) og lavere effekter hjemme (7-22 kW). Hjemme kan ladeplata legges på bakken, den trenger ikke freses i bakken.

Flere bilprodusenter jobber med trådløs lading. 2017-utgaven av hybriden Mercedes-Benz S550w skulle komme med mulighet for 3,6 kW trådløs lading, men den selges ikke i Norge i dag.

Kommunikasjonskonsulent i Mercedes-importør Bertel O. Steen Andre Jaskiewicz sier til TU at de ikke tror det ble levert noen S550w med trådløs lading til kunder på verdensbasis, og at teknologien er utsatt flere ganger.

Eriksson i Volvo sier at de nå vil lære av prosjektet med Momentum Dynamics, og at de ikke kan avsløre eventuelle konkrete planer for teknologien videre. Volvo har tidligere uttalt at de tror både kablet og trådløs lading vil brukes i fremtiden.

I Olav Vs gate er XC40-en snart fulladet. Effekten har dalt en del og holder seg nå rundt 13–14 kW. 

Eriksson virker lettet over at ladingen til slutt startet.

– Som oftest går det bra, men man kan oppleve problemer. Da sier vi bare til sjåførene at man må prøve på nytt, sier han.

Les mer om: