Parkeer je voertuig en laad het op – contactloos. Voor mobiele telefoons en andere apparaten is geen gewenning meer nodig, nu werkt het ook voor sportwagens. Een primeur voor Porsche.
Opladen kan zo eenvoudig zijn. De nieuwe Porsche Cayenne, die wordt aangeboden naast de varianten met hybride-aandrijving en/of verbrandingsmotor, opent de deur naar de toekomst: Porsche heeft draadloos opladen als optionele extra geïntroduceerd voor de nieuwe SUV. Dit betekent: geen laadkabel, wallbox of handmatige betrokkenheid – gewoon het voertuig parkeren en het opladen begint. Hoe werkt dit?
Het laadsysteem bestaat uit slechts twee componenten: een vloerplaat voor de garage of parkeerplaats en een ontvanger onder de vooras van de Cayenne. “Porsche is momenteel de enige autofabrikant ter wereld met een met een 11kW-systeem voor contactloos opladen” zegt Christian Holler, hoofd laadsystemen bij Porsche. Deze vorm van energieoverdracht maakt al deel uit van het dagelijks leven van mensen – met inductiekookplaten, mobiele telefoons en elektrische tandenborstels. Maar energie aan een elektrische auto leveren zonder contact? Dat is de volgende stap.
Installatie is intuïtief en comfortabel. De vloerplaat wordt centraal uitgelijnd voor de vooras van de geparkeerde SUV. De behuizing, die 6 cm hoog, 78 cm breed en 117 cm lang is, bevat alles wat noodzakelijk is. “Eerdere oplossingen hadden extra componenten zoals een wallbox nodig” legt productmanager Simon Schulze uit. De nieuwe oplaadplaat hoeft enkel te worden aangesloten op de elektriciteitsvoorziening en is dan klaar voor gebruik. De installatie is eenvoudig en gaat zaken als stroomdiefstal tegen. De vloerplaat bevat een geïntegreerde Wi-Fi module, waarmee het voertuig contact maakt wanneer het nadert.
De bestuurder krijgt letterlijk groen licht in de vorm van een begroeting: de Cayenne verschijnt op het PCM-display in de Surround View parkeerfunctie. Een groene stip op het display markeert de locatie van de ontvanger rond de vooras. Een groene cirkel symboliseert de spoel van het laadsysteem.
De boodschap van deze intuïtieve bediening is onmiskenbaar: zodra de stip binnen de cirkel is, staat de SUV in de juiste positie. “Voor de positionering gebruiken we technologie van het Keyless Go-systeem, dat wordt gebruikt voor sleutelvrije ontgrendeling van voertuigen” legt ontwikkelingsingenieur Simon Klein uit.
Het basisprincipe van opladen is eenvoudig en al meer dan 100 jaar goed ingeburgerd. De technische term is inductieve koppeling. Twee spoelen van koperdraad worden tegenover elkaar geplaatst. Wanneer er een elektrische stroom door een van de spoelen loopt, wordt een magnetisch veld gecreëerd, dat een spanning in de tweede spoel opwekt. Terwijl bestaande inductieve laadsystemen, zoals die voor mobiele telefoons, op lage vermogens werken, stonden Porsche ingenieurs voor een uitdaging met de nieuwe technologie: simpelweg opschalen zou niet voldoende zijn om inductief opladen voor elektrische voertuigen efficiënt, veilig en rendabel te maken. Porsche koos voor een concept dat zo min mogelijk stappen vereist.
De wisselspanning van het elektriciteitsnet wordt eerst omgezet in gelijkspanning in de oplaadmodule. De reden: in plaats van de standaard netfrequentie van 60 Hz in de VS of 50 Hz in Europa, werkt het laadsysteem met een wisselspanning van 85 kHz. Dit komt overeen met 85.000 Hz. Dit vereist een tussenstap met gelijkspanning. Deze wordt vervolgens omgezet in wisselspanning met 85 kHz en 2.000 V in het oscillatiecircuit.
“Deze aanpak zorgt ervoor dat er voldoende energie wordt overgedragen, zelfs als de zender- en ontvangerspoelen niet perfect op elkaar zijn uitgelijnd” legt ontwikkelingsingenieur Dominik Scherer uit. De software controleert de verkeerde uitlijning en past de laadparameters continu aan. Een verkeerde uitlijning van maximaal 10 centimeter tussen de oplaad- en ontvangermodule vormt geen probleem. “We hebben hier bewust wat tolerantie toegelaten” voegt Simon Schulze toe.
Zodra de bestuurder de parkeerrem activeert, begint het opladen. Het systeem kan tot 11 kilowatt aan vermogen draadloos overdragen. Ondanks de ruimte van 12 tot 18 cm, de standaard bodemvrijheid van de nieuwe Cayenne, is de efficiëntie van het opladen meer dan 90 procent. Laadvermogen en laadtijd zijn vergelijkbaar met het gebruik van een wallbox die is verbonden met een kabel en stekker. Dus alles blijft hetzelfde als voorheen – maar dan zonder enige handmatige betrokkenheid.
Vanzelfsprekend zijn er aantal voorzorgsmaatregelen genomen om ervoor te zorgen dat er geen schade optreedt door de hoge stroom, die zowel het voertuig als de inzittenden beschermen. Het geïntegreerde vreemde-object detectiesysteem detecteert metalen voorwerpen zoals sleutels. Het levende-object detectiesysteem maakt gebruik van bewegingsdetectoren om huisdieren of mensen te beschermen die onder het voertuig reiken.
Beide systemen waarschuwen de bestuurder zodra ze de vloerplaat naderen of stoppen onmiddellijk het laadproces. “Een metalen onderdeel zou opwarmen zoals op een inductiekookplaat” zegt Simon Schulze. “Onze veiligheidsmaatregelen zorgen ervoor dat dit niet gebeurt.”
In de toekomst kan dit nieuwe laadgemak zelfs nog verder worden verbeterd: Porsche werkt aan een combinatie van automatisch parkeren en contactloos laden. Het scenario: parkeer de auto voor de garage, druk op een knop, en dat is het. De auto parkeert zichzelf, start het laadproces, en maakt zich klaar voor de volgende rit – volledig opgeladen, natuurlijk.
Bron:Porsche
