En dag kan din EV-oplader være selve kørebanen

En måde at udvide rækkevidden af ​​elektriske køretøjer kan være at levere strøm trådløst gennem spoler placeret under overfladen af ​​en vej. Men det er komplekst at oplade kørende køretøjer med trådløse opladere med høj effekt under dem.

Stueetage: North Carolina State University-forskere har designet denne proof-of-concept trådløse oplader til elektriske køretøjer i bevægelse.

Forskere ved North Carolina State University har udviklet en måde at levere strøm til køretøjer i bevægelse ved hjælp af simple elektroniske komponenter i stedet for den dyre kraftelektronik eller komplekse sensorer, der tidligere blev brugt. Systemet bruger en specialiseret modtager, der kun inducerer et strømudbrud, når et køretøj passerer over en trådløs sender. De første modeller indikerer, at placering af ladespoler i 10 procent af en vejbane ville udvide køreområdet for en elbil fra omkring 60 miles til 300 miles, siger Srdjan Lukic , en assisterende professor i elektroteknik ved NCSU.

Trådløs opladning gennem magnetisk induktion - den samme type, der typisk bruges til elektriske tandbørster - forfølges af en række virksomheder til forbrugerelektronik og elektriske køretøjer (se Trådløs opladning - er tiden endelig kommet? ). Sådanne opladere virker ved at sende strøm gennem en spole, som frembringer et magnetfelt. Når en bil med egen spole er placeret over senderen, inducerer magnetfeltet en strøm af strøm, der oplader batterierne.

Stationære induktive opladere til elektriske køretøjer bruger typisk sensorer til at sikre, at modtagerspolerne på køretøjet er justeret korrekt over trådløse opladningspuder. NCSU-forskernes system fungerer uden positionssensorer i et forsøg på at forenkle designet og gøre det mere effektivt. Når der ikke er nogen køretøjer, afgiver senderspolen et svagt felt. Men når et køretøj med en modtager kører forbi, udløser elektronik i modtageren et stærkt magnetfelt og en medfølgende strøm af strøm, siger Lukic.

Præcis styring af, hvornår vejbanespolerne producerer et magnetisk felt, er vigtigt af sikkerhedsmæssige årsager; hvis feltet savner bilens modtagespoler, kan det sætte sig fast på dele af bilen eller tiltrække vildfarne genstande. På en eller anden måde er vi nødt til at kanalisere eller indeholde magnetfeltet produceret af senderen for altid at være lige under modtageren. Vi kan ikke bare stråle et stærkt felt ud i miljøet, siger Lukic. Nogle designs har en række spoler, der altid er strømførende, men den tilgang er ikke energieffektiv, tilføjer han.

I en stationær induktionsoplader er strømmodtageren lavet med en simpel spole. NCSU-enheden er mere sofistikeret. Den bruger kondensatorer og induktorer til at manipulere kraftoverførslen og magnetfeltet, siger Lukic. Koblingen mellem sender og modtager kunne ske med effektelektronik, men sådan et system ville være dyrere end NCSU-enheden, siger han.

Forskerne har lavet en laveffekt prototype og har til hensigt at nå en hastighed på 50 kilowatt - svarende til jævnstrøms hurtigopladere, som fungerer mere effektivt end konventionelle vekselstrømsopladere.

Den kommercielle interesse for trådløse opladningssystemer til kørende køretøjer er stigende. Qualcomm arbejder på et dynamisk opladningssystem, der bygger på dets nuværende stationære trådløs EV oplader . University of Utah har testet en trådløs opladningsinfrastruktur til bybusser og har udskilt et firma kaldet Trådløs avanceret køretøjselektrificering at bygge kommercielle produkter. Med Utah-systemet kunne en bus lade op fra spoler placeret under vejoverfladen, hvor passagerer læsser eller ved lyskryds. Dynamisk trådløs kraftoverførsel kunne også bruges til robotter.

De teknikker, som NCSU-forskerne brugte til dynamisk opladning af elbiler, er allerede blevet anvendt i noget forbrugerelektronik, siger Katie Hall, Chief Technology Officer for WiTricity, et firma, der fremstiller trådløst opladningsudstyr. Men det elektroniske værktøj, der bruges til lille elektronik, såsom kontakter, er ikke let tilgængeligt til højeffektapplikationer. Den slags teknologi skalerer ikke problemfrit til kilowatt eller hundredvis af kilowatt, siger hun.

Oak Ridge National Laboratory arbejder også på måder til automatisk at matche den trådløse strømsender og -modtager, siger Omer Onar, en forsker, der arbejder med trådløs opladning af køretøjer der. Det nye arbejde adresserer kun én af barriererne for den dynamiske opladning, siger han: De fleste af de [kommercielle] barrierer er forbundet med omkostninger og infrastruktur.

skjule