A pequena empresa que está levando o carregamento sem fio para carros elétricos

WiTricity tem trabalhado no carregamento sem fio por mais de uma década. Com a mudança para os carros elétricos, a empresa pode em breve colher seus frutos.

A pequena empresa que está levando o carregamento sem fio para carros elétricos

As chances são muito boas de que você será um dos milhões de consumidores que comprarão um veículo elétrico ou híbrido na próxima década.



No momento, apenas cerca de um por cento dos carros na estrada são veículos elétricos, mas por quase tudo contas EVs estarão acelerando em direção ao mainstream em 2030. Algumas montadoras, como a Volvo, esperam vender nada além de EVs e híbridos. O Reino Unido, a França, a China, a Noruega e até a Alemanha agora estão falando sobre proibindo a venda de veículos movidos a combustíveis fósseis nas próximas décadas.

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Alex Gruzen [Foto: cortesia de Witricity]



Mas se ou quando você vir a possuir um EV ou híbrido, poderá descobrir alguns dos pequenos incômodos de ter um. O principal deles está cobrando. Conectar o dispositivo todas as noites (e lembrar que eles estão conectados quando você sai pela manhã) pode começar a parecer um aborrecimento. Um aborrecimento ainda maior é se preocupar com o alcance ou se a bateria tem energia suficiente para levá-lo de volta.



É um pé no saco, diz Alex Gruzen, CEO da WiTricity , uma startup sediada em Watertown, Massachusetts, que desenvolve tecnologia de carregamento sem fio para carros. Gruzen diz que a tecnologia de carregamento sem fio da WiTricity vai aliviar esses pontos de atrito e tornar o negócio mais atraente para os consumidores que estão considerando a mudança para um híbrido ou elétrico. A empresa não é exatamente um nome familiar, mas após mais de uma década de desenvolvimento e alguns esforços na área de eletrônicos de consumo, ela já conseguiu se posicionar muito bem para fornecer grande parte da tecnologia de carregamento sem fio nos EVs e híbridos de o futuro.

Na verdade, o 530e da BMW, que a montadora disse que chegaria ao mercado ainda este ano, apresentará um sistema de carregamento sem fio que usa a tecnologia WiTricity.

O carregamento sem fio pode possibilitar que os EVs aumentem constantemente a carga enquanto estacionam em um carregador público ou descansam na garagem durante a noite. Queremos tirar essa ansiedade de alcance da equação para que eles possam fazer o que querem, disse Gruzen.



Gruzen também destaca que, com o advento das frotas de táxis sem motoristas, não haverá ninguém para conectar um fio de recarga. No entanto, um carro sem motorista pode se posicionar facilmente sobre uma almofada de carga. Vemos o carregamento sem fio da mesma forma que vemos os sensores do carro, o sistema LIDaR e o aprendizado de máquina, disse Gruzen. Vemos que o carregamento sem fio é a outra perna naquele banco.

Como funciona

O carregamento sem fio para carros é mais ou menos assim: o motorista para em uma garagem ou vaga de estacionamento e posiciona a frente do carro sobre um tapete elétrico (Gruzen o chama de caixa de pizza) no chão. Algumas almofadas de carregamento serão construídas para dentro a superfície e não se projetará para cima. Se o carro estiver posicionado corretamente, o carregamento começa automaticamente.

Dentro do tapete de energia, uma bobina circular converte a corrente elétrica alternada em ondas magnéticas. Um amplificador de potência controla a corrente e a frequência das ondas. Dentro do carro, um dispositivo receptor situado perto do sistema de gerenciamento de energia do carro contém outra bobina que é ajustada para receber ondas magnéticas na mesma frequência que a bobina fonte. O receptor então transforma a energia magnética de volta em corrente elétrica para ser armazenada na bateria do carro.



A ressonância magnética é mais eficiente do que outras tecnologias de carregamento sem fio, pois perde muito pouco (7% a 10%) da energia ao se mover pelo ar. É difícil fazer uma comparação direta com um sistema baseado em radiofrequência porque não existe nenhum para carregamento de automóveis, mas basta dizer que é mais de 10%. A ressonância magnética também perdoa; o que significa que a fonte e o receptor não precisam ser colocados exatamente assim, ou próximos um do outro. Portanto, neste caso, o carro não precisa estar perfeitamente posicionado sobre o tapete de alimentação para obter carga de potência total.

Um pioneiro de carregamento sem fio

O WiTricity foi criado pelo desejo de carregar dispositivos de consumo como telefones sem fio. A empresa foi fundada por um professor de física do MIT chamado Marin Soljačić (pronuncia-se Soul-ya-cheech) em 2007. Era o amanhecer da era do smartphone e Soljačić, já cansado de conectar constantemente seu telefone na parede, começou a pensar sobre o tentador ideia de carregamento sem fio usando ondas magnéticas.

Naquele verão, a nova empresa demonstrou sua transferência de energia sem fio altamente ressonante, como a chamavam, acendendo uma lâmpada de 60 watts de uma fonte de energia a mais de dois metros de distância. O resultado impressionante foi um artigo de pesquisa publicado na revista. Ciência em julho de 2007.

Mas depois de anos tentando, WiTricity acabaria perdendo o barco no carregamento sem fio para dispositivos de consumo. Apesar de amarras como um notebook 2 em 1 com carga sem fio A Dell lançou no ano passado, a tecnologia de ressonância magnética do WiTricity não surgiria como a forma padrão de carregar gadgets como smartphones. Depois de uma longa guerra de padrões, apenas os padrões Qi e Powermat sobreviveram, e Powermat recentemente anunciado planeja interoperar com Qi.

Então, a WiTricity jogou a toalha na tecnologia de consumo no ano passado e colocou todos os seus recursos em sistemas de carregamento sem fio para veículos elétricos. Ela fechou seu escritório em Austin, Texas, e reduziu de 80 para 55 funcionários.

Mas a WiTricity não pretende fabricar o hardware usado em sistemas de carregamento sem fio. Eles serão construídos para as montadoras por sua clássica base de suprimento Tier 1, disse Gruzen, o que significa que fornecedores estabelecidos como a Delphi farão os sistemas a pedido das montadoras. A WiTricity, que detém 245 patentes de sua tecnologia, vende apenas a receita. Ou seja, ele licencia sua propriedade intelectual e fornece designs de referência para mostrar aos parceiros como construir o hardware.

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Competição poderosa

O principal rival do WiTricity no espaço de carregamento de veículos elétricos é a Qualcomm. O sistema de carregamento sem fio da Qualcomm, denominado Halo, também é baseado na tecnologia de ressonância magnética. Ele faz as mesmas coisas básicas que o WiTricity faz. O Halo também oferece alguns recursos complementares, disse-me John Boodhansingh da Qualcomm, como a capacidade de detectar quando um objeto estranho está muito perto do carregador. (Na verdade, WiTricity diz que sua tecnologia também oferece essa detecção de objetos estranhos.)

A Qualcomm também alavancará relacionamentos sólidos com fabricantes de automóveis e fornecedores em todo o mundo para inserir a tecnologia Halo no maior número possível de novos EVs e híbridos. E, como o WiTricity, a Qualcomm detém várias patentes da tecnologia de núcleo necessária. Isso significa que os fabricantes de automóveis pagarão royalties à Qualcomm ou WiTricity ou ambos sempre que quiserem construir qualquer tecnologia de carregamento sem fio existente em um novo modelo de carro.

É uma espécie de verdade com as duas empresas, explicou a analista da Navigant Research, Lisa Jerram. Se uma empresa [de automóveis] quiser oferecer uma solução de carregamento sem fio, parece que ela terá que usar parte de sua tecnologia.

A Qualcomm, é claro, é uma empresa muito maior do que a WiTricity e uma marca muito mais conhecida. Mas a Qualcomm também não tem sido um modelo de estabilidade ultimamente, visto que atualmente está tentando gerenciar um sistema potencialmente hostil oferta pública de aquisição da fabricante de chips Broadcom .

Em meio à competição, ambas as empresas desempenharam papéis centrais no esforço da Society of Automotive Engineers para criar um padrão comum no qual todos os sistemas de carregamento sem fio automotivos podem ser baseados. O projeto fará com que todas as montadoras e fornecedores cantem o mesmo hinário, para que um carro com receptor sem fio do Fornecedor A possa obter energia de um transceptor do Fornecedor B, por exemplo.

Os EVs virão em todas as formas e tamanhos, explicou Gruzen, então o padrão é necessário para fornecer um conjunto de faixas espaciais dentro das quais os consumidores podem esperar que todos os sistemas funcionem a 11 quilowatts por hora. O proprietário de um Audi EV novo deve ter certeza de que o carro dará partida se ela posicionar o receptor de carregamento sob a frente do carro dentro de 10 a 25 centímetros acima, dentro de 15 centímetros de lado a lado e dentro de 10 centímetros para a frente ou traseira de uma almofada de aterramento Mercedes.

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O padrão também é crucial para os fabricantes de sistemas de carregamento públicos que devem funcionar com qualquer tipo de EV. Ele também garante que os carros com sistemas de carregamento que usam a tecnologia da Qualcomm serão capazes de obter uma carga de uma almofada de carregamento construída com a tecnologia WiTricity. O padrão será anunciado nos próximos meses e deverá ser ratificado no final de 2018 ou início de 2019.

Perspectivas

WiTricity é uma startup apoiada por capital de risco, embora tenha uma década. Muitas vezes, as startups precisam se esforçar para manter as luzes acesas enquanto o mercado se prepara para seu produto. No caso da WiTricity, parece provável que, apesar das demissões no ano passado, a empresa tenha o poder de permanência para, eventualmente, colher suas recompensas de licenciamento à medida que a adoção de veículos elétricos esquenta.

Gruzen diz que o WiTricity gerou cerca de US $ 60 milhões em receitas até o momento, principalmente taxas de licenciamento. A empresa arrecadou um total de $ 68 milhões em várias rodadas de financiamento, a última em 2015. A Toyota investiu uma quantia não revelada na Witricity em 2011 (a WiTricity divulgou mais tarde que estava na casa dos milhões de um dígito). Gruzen espera que a empresa arrecade mais uma rodada de financiamento. E está contratando.

Minha sensação é que eles têm as parcerias certas para fazer isso, disse Jerram da Navigant. Há muitas coisas que você precisa gerenciar, muitos desafios ao longo do caminho, mas eles têm muitas pessoas boas e acho que todos esses desafios serão superados.

O sucesso de longo prazo da WiTricity pode depender da forma como a indústria automotiva introduz e comercializa o carregamento sem fio.

São realmente as montadoras que estão tentando fazer isso, diz a analista da Navigant Research Lisa Jerram, enfatizando que são as montadoras que determinarão o valor atribuído ao carregamento de um carro sem cabo. Não está claro quanto isso vai custar, disse Jerram. Ela disse que algumas montadoras premium podem pedir até US $ 2.000 por carregamento sem fio.

Ninguém sabe ao certo como o carregamento sem fio será empacotado: pode ser um custo embutido do veículo ou pode ser vendido como um complemento. A forma como as montadoras comercializam a tecnologia pode determinar a percepção e a demanda do consumidor. No momento, Jerram não espera que o carregamento sem fio seja um recurso de sucesso, pelo menos não imediatamente.

Em geral, somos bastante conservadores quanto a isso: parece que é bom ter, disse ela. A menos que tenha um preço realmente razoável, não haverá uma mudança rápida nele.

Os consumidores podem realmente recusar o recurso se ele for vendido como uma adição premium cara. Ao mesmo tempo, muitos consumidores podem precisar ter um EV por um tempo antes de apreciarem totalmente o valor do carregamento sem fio.

Gruzen e companhia provavelmente não estão entrando em pânico com isso. Com uma posição de IP muito forte, os primeiros sistemas de carregamento sem fio movidos a WiTricity saindo do lote da BMW no final deste ano, e 10 anos já sob sua responsabilidade coletiva, eles provavelmente podem esperar um pouco mais para colher sua recompensa.

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