У Швейцарії створили електробуси, що заряджаються під час руху

Швейцарський стартап Winduction розробив систему, яка може змінити підхід до заряджання міського електротранспорту. Електробуси отримуватимуть енергію не через традиційний кабель і не лише в автобусному депо, а безпосередньо через колеса під час коротких зупинок на маршруті. Пілотний проєкт нової технології планують запустити у 2028 році поблизу аеропорту Цюриха.

Розробкою займається команда, створена на базі Швейцарської вищої технічної школи Цюриха. Її рішення має зменшити залежність електробусів від великих акумуляторів, скоротити витрати на зарядну інфраструктуру та зробити експлуатацію громадського транспорту ефективнішою. Ключова особливість системи полягає в тому, що зарядні елементи розташовані не під днищем автобуса, а всередині спеціально розроблених шин.

Як електробус заряджається через колеса

Ідея Winduction базується на простому спостереженні: колеса є єдиною частиною транспортного засобу, яка постійно контактує із землею. Саме тому інженери вирішили використати їх для бездротового передавання електроенергії. Назва стартапу поєднує слова, пов’язані з колесом та індукцією, тобто передаванням енергії за допомогою магнітного поля.

У дорожнє покриття вбудовують спеціальну зарядну пластину. Усередині неї розміщені індукційні котушки, під’єднані до електричної мережі. Коли автобус зупиняється у визначеному місці, система активує магнітне поле. Воно взаємодіє з іншими котушками, встановленими всередині автобусної шини.

Отримана енергія передається від колеса до акумуляторної системи електробуса. Таким чином, транспорт може поповнювати запас електроенергії під час звичайної зупинки для посадки та висадки пасажирів. Окремого підключення кабелю водієві або працівникам депо не потрібно.

За оцінками розробників, ефективність передавання енергії перевищує 90 відсотків. Це означає, що під час заряджання втрачається менш як десята частина електроенергії, яка надходить до дорожньої пластини. Водночас близьке розташування котушок у шині та дорожньому покритті дає змогу зменшити відстань між передавачем і приймачем енергії.

Технологія відрізняється від рішень, у яких індукційні панелі встановлюють під усім днищем транспортного засобу. У системі Winduction енергетичний модуль максимально наближений до джерела живлення. Це має підвищити ефективність заряджання та спростити інтеграцію обладнання в автобусну інфраструктуру.

Чому заряджання під час маршруту важливе

Сучасні електробуси зазвичай оснащують місткими акумуляторами, щоб вони могли працювати протягом усього дня. Такі батареї забезпечують необхідний запас ходу, проте мають і суттєві недоліки. Вони дорогі, важкі, займають частину корисного простору та збільшують навантаження на ходову частину, шини й інші компоненти автобуса.

Велика батарея також впливає на пасажиромісткість. Чим більшою є маса акумулятора, тим більше енергії транспорт витрачає на пересування. За умови регулярного заряджання на маршруті електробус може використовувати акумулятор меншої ємності. Це потенційно зменшує його вагу та вартість, а також дає змогу залишити більше місця для пасажирів.

Замість тривалого нічного заряджання в депо транспорт отримує можливість поповнювати запас енергії кілька разів упродовж робочого дня. Короткі сеанси заряджання відбуваються на зупинках і не потребують суттєвої зміни графіка руху. Автобус може заряджатися саме тоді, коли пасажири заходять до салону або виходять із нього.

Як приклад розробники розглядають маршрут між аеропортом Цюриха та Ерліконом. На його протяжності зарядні пластини потенційно достатньо встановити лише на двох із 24 зупинок. За 16 годин роботи електробуси могли б сумарно отримувати заряд приблизно протягом трьох годин. Йдеться не про одну довгу процедуру, а про багаторазове накопичення енергії під час регулярних зупинок.

Такий підхід може бути особливо корисним для міських маршрутів із частими зупинками. Він дає змогу зменшити потребу в потужних зарядних станціях у депо та уникнути використання товстих кабелів, які потребують окремого обслуговування. Дорожні пластини також можна встановлювати поетапно — лише на тих ділянках, де вони найбільше потрібні.

Для транспортних операторів це може означати нижчі витрати на закупівлю автобусів і зарядної інфраструктури. Водночас остаточний економічний ефект залежатиме від вартості спеціальних шин, монтажу дорожніх модулів, технічного обслуговування та кількості транспортних засобів на маршруті.

Технологічний виклик і плани випробувань

Однією з головних проблем для інженерів стали звичайні автобусні шини. У їхній конструкції використовують сталеві армувальні пояси, які підвищують міцність і довговічність гуми. Проте метал взаємодіє з магнітним полем індукційної системи. Через це частина енергії не передається акумулятору, а перетворюється на тепло.

Надмірне нагрівання може знизити ефективність заряджання та створити додаткове навантаження на шину. Щоб усунути цю проблему, Winduction разом із партнерами працює над новою конструкцією покришки без сталевих елементів, які заважають роботі індукційної системи.

Створення спеціальної шини є не менш важливим етапом, ніж розробка дорожньої зарядної пластини. Вона має одночасно витримувати вагу електробуса, постійні навантаження під час руху, тертя об дорожнє покриття та забезпечувати стабільне передавання енергії під час зупинки. Отже, нововведення стосується не лише електротранспорту, а й конструкції самого колеса.

Наразі у швейцарському Вінтертурі створюють випробувальну інфраструктуру. Проєкт отримує підтримку Федерального управління транспорту та Швейцарського кліматичного фонду. На цьому етапі розробники перевірятимуть надійність зарядних пластин, роботу котушок, сумісність із шинами та безпеку системи в реальних умовах.

Перші повномасштабні випробування для громадського транспорту заплановані на 2028 рік у районі аеропорту Цюриха. Якщо пілотний проєкт підтвердить заявлену ефективність, електробуси з бездротовим заряджанням можуть стати одним із варіантів модернізації міських автобусних маршрутів.

Швейцарська розробка демонструє, що розвиток електротранспорту залежить не лише від збільшення ємності батарей. Не менш важливими є швидке поповнення заряду, компактніші акумулятори та розумне розміщення енергетичної інфраструктури. Заряджання через колеса поки що залишається експериментальною технологією, однак у разі успішних випробувань вона може зробити електробуси легшими, доступнішими та зручнішими для щоденної роботи на міських маршрутах.