211service.com
Pewnego dnia Twoja ładowarka EV może być samą jezdnią
Jednym ze sposobów na zwiększenie zasięgu pojazdów elektrycznych może być bezprzewodowe dostarczanie energii przez cewki umieszczone pod powierzchnią drogi. Jednak ładowanie poruszających się pojazdów za pomocą ładowarek bezprzewodowych o dużej mocy pod nimi jest skomplikowane.
Poziom ziemi: Naukowcy z North Carolina State University zaprojektowali tę bezprzewodową ładowarkę weryfikacyjną do poruszania się pojazdów elektrycznych.
Naukowcy z North Carolina State University opracowali sposób dostarczania energii do poruszających się pojazdów za pomocą prostych komponentów elektronicznych, a nie wcześniej stosowanych drogich energoelektroniki lub złożonych czujników. System wykorzystuje specjalistyczny odbiornik, który indukuje impuls mocy tylko wtedy, gdy pojazd przejeżdża nad nadajnikiem bezprzewodowym. Wstępne modele wskazują, że umieszczenie cewek ładujących na 10 procentach jezdni zwiększyłoby zasięg jazdy pojazdu elektrycznego z około 60 mil do 300 mil, mówi Srdjan Lukić , adiunkt na Wydziale Elektrotechniki NCSU.
Bezprzewodowe ładowanie za pomocą indukcji magnetycznej — tego samego typu, który jest zwykle używany w przypadku elektrycznych szczoteczek do zębów — jest stosowane przez wiele firm zajmujących się elektroniką użytkową i pojazdami elektrycznymi (patrz Ładowanie bezprzewodowe — czy wreszcie nadszedł czas?). Takie ładowarki działają poprzez przesyłanie prądu przez cewkę, która wytwarza pole magnetyczne. Gdy samochód z własną cewką zostanie umieszczony nad nadajnikiem, pole magnetyczne indukuje przepływ energii, która ładuje akumulatory.
Stacjonarne ładowarki indukcyjne do pojazdów elektrycznych zazwyczaj wykorzystują czujniki, aby zapewnić prawidłowe ustawienie cewek odbiornika w pojeździe nad bezprzewodowymi podkładkami ładującymi. System naukowców NCSU działa bez czujników położenia, próbując uprościć projekt i uczynić go bardziej wydajnym. Gdy nie ma pojazdów, cewka nadajnika emituje słabe pole. Ale kiedy pojazd z odbiornikiem przejeżdża obok, elektronika w odbiorniku wyzwala silne pole magnetyczne i towarzyszący mu przepływ mocy, mówi Lukic.
Precyzyjne kontrolowanie, kiedy cewki jezdni wytwarzają pole magnetyczne, jest ważne ze względów bezpieczeństwa; jeśli pole nie trafi w cewki odbiorcze samochodu, może przyczepiać się do części samochodu lub przyciągać zbłąkane przedmioty. W jakiś sposób musimy ukierunkować lub powstrzymać pole magnetyczne wytwarzane przez nadajnik, aby zawsze znajdowało się tuż pod odbiornikiem. Nie możemy po prostu wysłać silnego pola do środowiska, mówi Lukic. Niektóre projekty mają szereg cewek, które są zawsze pod napięciem, ale takie podejście nie jest energooszczędne – dodaje.
W stacjonarnej ładowarce indukcyjnej odbiornik mocy wykonany jest z prostej cewki. Urządzenie NCSU jest bardziej wyrafinowane. Wykorzystuje kondensatory i cewki indukcyjne do manipulowania przenoszeniem mocy i polem magnetycznym, mówi Lukic. Sprzężenie nadajnika i odbiornika można by wykonać za pomocą energoelektroniki, ale taki system byłby droższy niż urządzenie NCSU – mówi.
Naukowcy stworzyli prototyp o małej mocy i zamierzają osiągnąć moc 50 kilowatów — odpowiednik szybkich ładowarek prądu stałego, które działają wydajniej niż konwencjonalne ładowarki prądu przemiennego.
Rośnie komercyjne zainteresowanie systemami bezprzewodowego ładowania pojazdów w ruchu. Qualcomm pracuje nad dynamicznym systemem ładowania, który opiera się na dotychczasowym stacjonarnym bezprzewodowa ładowarka EV . University of Utah przetestował infrastrukturę bezprzewodowego ładowania autobusów miejskich i stworzył firmę o nazwie Bezprzewodowa zaawansowana elektryfikacja pojazdu do budowy produktów komercyjnych. Dzięki systemowi Utah autobus mógłby ładować się ze cewek umieszczonych pod powierzchnią drogi, gdzie ładują się pasażerowie, lub na światłach. Dynamiczny bezprzewodowy transfer mocy może być również wykorzystywany w robotach.
Techniki, które naukowcy z NCSU zastosowali do dynamicznego ładowania pojazdów elektrycznych, zostały już zastosowane w niektórych urządzeniach elektroniki użytkowej, mówi Katie Hall, dyrektor ds. technologii WiTricity, firmy produkującej bezprzewodowe urządzenia do ładowania. Ale oprzyrządowanie elektroniczne używane w małej elektronice, takie jak przełączniki, nie jest łatwo dostępne do zastosowań o dużej mocy. Mówi, że tego rodzaju technologia nie skaluje się płynnie do kilowatów lub setek kilowatów.
Oak Ridge National Laboratory pracuje również nad sposobami automatycznego dopasowania bezprzewodowego nadajnika i odbiornika mocy, mówi Omer Onar, naukowiec, który pracuje tam nad bezprzewodowym ładowaniem pojazdów. Nowa praca dotyczy tylko jednej z barier dynamicznego ładowania, mówi: Większość barier [komercyjnych] jest związana z kosztami i infrastrukturą.