Op een dag kan uw EV-oplader de rijbaan zelf zijn

Een manier om het bereik van elektrische voertuigen uit te breiden, kan zijn om draadloos stroom te leveren via spoelen die onder het wegdek zijn geplaatst. Maar het opladen van bewegende voertuigen met krachtige draadloze opladers eronder is complex.





gerichte draadloze stroom

Begane grond: Onderzoekers van de North Carolina State University hebben deze proof-of-concept draadloze oplader ontworpen voor het verplaatsen van elektrische voertuigen.

Onderzoekers van de North Carolina State University hebben een manier ontwikkeld om bewegende voertuigen van stroom te voorzien met behulp van eenvoudige elektronische componenten, in plaats van de dure vermogenselektronica of complexe sensoren die voorheen werden gebruikt. Het systeem maakt gebruik van een gespecialiseerde ontvanger die alleen een stroomstoot veroorzaakt wanneer een voertuig over een draadloze zender rijdt. De eerste modellen geven aan dat het plaatsen van oplaadspoelen in 10 procent van een rijbaan het rijbereik van een EV zou vergroten van ongeveer 60 mijl tot 300 mijl, zegt Srdjan Lukic , een assistent-professor elektrotechniek aan de NCSU.

Draadloos opladen via magnetische inductie - hetzelfde type dat doorgaans wordt gebruikt voor elektrische tandenborstels - wordt door een aantal bedrijven nagestreefd voor consumentenelektronica en elektrische voertuigen (zie Draadloos opladen - Is de tijd eindelijk aangebroken?). Dergelijke laders werken door stroom door een spoel te sturen, die een magnetisch veld produceert. Wanneer een auto met een eigen spoel boven de zender wordt geplaatst, wekt het magnetische veld een stroom op die de batterijen oplaadt.



Stationaire inductieve opladers voor elektrische voertuigen gebruiken meestal sensoren om ervoor te zorgen dat de ontvangerspoelen op het voertuig correct zijn uitgelijnd boven draadloze oplaadpads. Het systeem van de NCSU-onderzoekers werkt zonder positiesensoren in een poging het ontwerp te vereenvoudigen en efficiënter te maken. Als er geen voertuigen zijn, geeft de zendspoel een zwak veld af. Maar als een voertuig met een ontvanger voorbijrijdt, veroorzaakt de elektronica in de ontvanger een sterk magnetisch veld en een bijbehorende stroomstroom, zegt Lukic.

Het nauwkeurig regelen wanneer de rijbaanspoelen een magnetisch veld produceren, is om veiligheidsredenen belangrijk; als het veld de ontvangstspoelen van de auto mist, kan het zich hechten aan delen van de auto of verdwaalde voorwerpen aantrekken. Op de een of andere manier moeten we het magnetische veld dat door de zender wordt geproduceerd kanaliseren of in bedwang houden om altijd recht onder de ontvanger te zijn. We kunnen niet zomaar een sterk veld de omgeving instralen, zegt Lukic. Sommige ontwerpen hebben een reeks spoelen die altijd onder spanning staan, maar die aanpak is niet energiezuinig, voegt hij eraan toe.

In een stationaire inductielader is de stroomontvanger gemaakt met een eenvoudige spoel. Het NCSU-apparaat is geavanceerder. Het gebruikt condensatoren en inductoren om de krachtoverdracht en het magnetische veld te manipuleren, zegt Lukic. De koppeling tussen zender en ontvanger zou met vermogenselektronica kunnen, maar zo'n systeem zou duurder zijn dan het NCSU-apparaat, zegt hij.



De onderzoekers hebben een prototype met een laag vermogen gemaakt en zijn van plan een snelheid van 50 kilowatt te bereiken - gelijk aan gelijkstroomsnelladers, die efficiënter werken dan conventionele wisselstroomladers.

De commerciële belangstelling voor draadloze oplaadsystemen voor rijdende voertuigen groeit. Qualcomm werkt aan een dynamisch laadsysteem dat voortbouwt op zijn huidige stationaire draadloze EV-oplader . De Universiteit van Utah heeft een draadloze oplaadinfrastructuur voor stadsbussen getest en heeft een bedrijf opgericht met de naam Draadloze geavanceerde voertuigelektrificatie commerciële producten te bouwen. Met het Utah-systeem kon een bus opladen via spoelen die onder het wegdek waren geplaatst waar passagiers laden of bij verkeerslichten. Dynamische draadloze krachtoverdracht zou ook voor robots kunnen worden gebruikt.

De technieken die de NCSU-onderzoekers gebruikten voor dynamisch EV-laden zijn al toegepast in sommige consumentenelektronica, zegt Katie Hall, de chief technology officer van WiTricity, een bedrijf dat draadloze oplaadapparatuur maakt. Maar het elektronische gereedschap dat wordt gebruikt voor kleine elektronica, zoals schakelaars, is niet direct beschikbaar voor toepassingen met een hoog vermogen. Dat soort technologie schaalt niet naadloos naar kilowatts of honderden kilowatts, zegt ze.



Het Oak Ridge National Laboratory werkt ook aan manieren om de draadloze zender en ontvanger automatisch op elkaar af te stemmen, zegt Omer Onar, een onderzoeker die daar werkt aan het draadloos opladen van voertuigen. Het nieuwe werk pakt slechts een van de barrières van dynamisch opladen aan, zegt hij: de meeste [commerciële] barrières houden verband met kosten en infrastructuur.

zich verstoppen