Bevakning av en amerikansk konferens om elvägar

skrivet av Conny Börjesson (Viktoria Swedish ICT)
Conference on Electric Roads and Vehicles (CERV) ägde rum den 16 och 17 Maj. Värd för konferensen var Utah State University (USU) som finns i staden Logan norr om Salt Lake City, USA. Bland 83 deltagare från 6 länder dominerade värdlandet och dess klara fokus på induktiv teknik. Från Europa var vi några få som hjälptes åt att framhärdade konduktiv teknik som ett alternativ. Deltagarna representerar en bredd av industri, akademi och myndigheter.
Referat
I inledningsanförandet talade konferensens ordförande Regan Zane vid USU om en större framtidsvision med smarta elnät och städer där autonoma fordon kör på elvägar. Nedan följer några axplock av vad mer som framfördes på CERV 2016.
Toyota har undersökt betalningsviljan för hemmaladdningsutrustning hos deras kunder och funnit att den är 1000 USD. Deras första system, med produktionsstart i mitten av 2018, kommer dock att kosta mer och riktas därför inledningsvis in mot deras premiumköpare.
Tre användningsområden för laddning med olika förutsättningar och olika behov av lösningar för positionering verkar idag vara vedertagna:

• Laddning vid stillastående under längre tid med lägre effekt. Positioneringen kan klaras med kommande lösningar på automatparkering.
• Laddning vid korta stopp med hög effekt. Ställer krav på ett system som är mer tolerant med avseende på positionering.
• Laddning under färd. Positioneringen förbättras av kommande autonoma system för motorväg.

Mer effekt var ett återkommande tema. Några exempel:

• Standarden SAE J2954 för stationär induktiv laddning kommer att täcka effekter från 3,7 till 22 kW.
• Längs motorvägarna planeras i nuläget laddare för 150 kW och i framtiden 350 kW enligt NRG EV Services LLC som är en stor tjänsteleverantör av laddning.

Arbetet med standarden för stationär induktiv laddning går framåt och från och med 31 maj kan man köpa tillgång till standarden SAE J2954.
Närmast halvåret kommer ett harmoniseringsarbete att genomföras med IEC (International Electrotechnical Commission) för att enas om en global standard. Det trycks på för att standarden skall stödja automatisk laddning vid parkering. Bekvämlighet är ett nyckelord i sammanhanget.
Ett SAE-krav som framgick är att verkningsgraden skall överstiga 85% även om primär- och sekundärspole är avsedda för olika effekter 3,7 kW respektive 7,4 kW samt i det omvända fallet, d.v.s. interoperabilitet mellan icke matchade spolar vilket i detta sammanhang är definierat i standarden IEC 61980-1: ”Interoperability can only be achieved by a WPT system, when the primary and secondary devices are of the same type of transfer technology. Interoperability of WPT systems between different power classes within the same type of transfer technology is desired but not required.”
Testning av leverantörers system skall utföras i höst av Idaho National Laboratory initierat av U.S. Department Of Energy (DOE). Bland annat skall interoperabilitet testas mot en s.k. ”master reference coil” och efter detta kommer vi på allvar få veta var industrin står. WiTricity och Qualcomm säger exempelvis att de klarar alla krav och de vill visa att de klarar verkningsgrader uppåt 93%!?
USU visade ett beräkningsresultat baserad på en mycket stor mängd verkliga vardagskörcykler för elbilar i USA. 80% av ägare av Nissan Leaf  skulle klara sig med 25 miles räckvidd men hela 99% om elvägar (50 kW) och superkondensatorer kompletterade. I nuläget har många biltillverkare satt 200 miles eller 320 km som ett mål för räckvidd.
En intressant presentation gjordes från forskare vid University of Cambridge. 20% av Englands vägnät anses vara strategiskt och står för huvudparten av alla vägtransporter. 60% av totala antalet personbilsmil sker på de strategiska vägarna. Att elektrifiera de strategiska motorvägarna poängterades vara en bra samhällsinvestering. En jämförelse gjordes med höghastighetståg som exempel på ett dyrt och dåligt investeringsalternativ för miljön.
I övrigt är underhåll av laddarna en stor fråga i USA kopplat till det allmänna underhållet av vägnätet. Datasäkerheten är också en viktig fråga då allt blir uppkopplat och därmed känsligare för intrång.
Slutkommentarer
Dynamisk induktiv energiöverföring har nyligen lanserats i USA och teknikerna är omogna. Man har fullt upp med att marknadsintroducera system för statisk laddning som klarar 11 kW med hög verkningsgrad.
Universiteten fortsätter nu att studera nya konstruktioner med inslag av superkondensatorer för att öka och jämna ut momentan effekt och verkningsgrad under rörelse, och samtidigt öka okänsligheten för positionering och luftgapsvariation (ökad robusthet).
Kostnaderna som nämndes för elvägar med induktiva teknik var betydligt lägre än våra erfarenheter i Sverige vilket leder till frågetecken som bör försöka redas ut framöver. Förklaringen kan vara att det var USU och inte en teknikleverantör som gjort kostnadsuppskattningarna.
Det känns som om konduktiv överföring för elvägar fortfarande inte är legitimt att tala om eftersom majoriteten i USA är inriktad på induktiv teknik. Några enskilda personer visade dock ett intresse och nyfikenhet för konduktiv teknik, speciellt för att klara blandtrafik på motorvägar med olika fordonstyper och effektbehov.
Med dagens laddtider på 25 minuter nämner ingen kommande köer för att ladda och de markytor som kommer att krävas då många elbilar skall ladda vid en storskaligt utbyggd laddinfrastruktur längs motorvägarna. Inte heller att elvägarna skulle underlätta genom att man inte behöver stanna för att ladda, eller att batterier med betydligt högre laddhastighet skulle möjliggöra kortare stopptider för laddning. USU-presentationen pekade indirekt på detta men verkade inte noteras av åhörarna. Semidynamisk laddning tillsammans med dynamisk laddning harmonierar bättre med mindre batterier med höga laddhastigheter (C-rate).