Incarcarea fara fir pentru vehiculele electrice ar putea depasi autonomia lor limitata

Încărcarea fără fir pentru vehiculele electrice ar putea depăși autonomia lor limitată

Oamenii de știință au găsit o modalitate de a transmite electricitate fără fir către un obiect în mișcare din apropiere.

Metoda poate avea aplicații în transport, dispozitive medicale și multe altele. Dacă mașinile electrice s-ar putea reîncărca în timp ce conduceți pe o autostradă, de exemplu, încărcarea fără fir pentru vehiculele electrice ar elimina practic preocupările legate de autonomia lor și ar reduce costul acestora, făcând, probabil, electricitatea combustibilul standard pentru vehicule.

Încărcare fără fir pentru vehicule electrice

„Pe lângă promovarea încărcării fără fir a vehiculelor și a dispozitivelor personale, cum ar fi telefoanele mobile, noua noastră tehnologie poate dezlega robotica în producție, care este, de asemenea, în mișcare”, spune Shanhui Fan, profesor de inginerie electrică la Universitatea Stanford și autor principal al lucrării. studiu.

„În teorie, se poate conduce o perioadă nelimitată de timp fără a fi nevoie să se oprească pentru a se reîncărca…”

„Încă trebuie să creștem semnificativ cantitatea de energie electrică transferată pentru a încărca mașinile electrice, dar este posibil să nu fie nevoie să împingem distanța prea mult”, spune el.

Grupul s-a bazat pe tehnologia existentă dezvoltată în 2007 la MIT pentru a transmite electricitate fără fir pe o distanță de câțiva metri către un obiect staționar. În noua lucrare, echipa a transmis electricitate fără fir către un bec LED în mișcare. Această demonstrație a implicat doar o încărcare de 1 miliwatt, în timp ce mașinile electrice necesită adesea zeci de kilowați pentru a funcționa.

Echipa lucrează acum la creșterea considerabilă a cantității de energie electrică care poate fi transferată și la ajustarea sistemului pentru a extinde distanța de transfer și a îmbunătăți eficiența.

Mergând mai departe

Încărcarea fără fir pentru vehiculele electrice ar aborda un dezavantaj major al mașinilor electrice conectate – autonomia lor limitată. Tesla Motors se așteaptă ca viitorul său Model 3 să parcurgă mai mult de 200 de mile cu o singură încărcare, iar Chevy Bolt, care este deja pe piață, are o autonomie anunțată de 238 de mile. Dar bateriile vehiculelor electrice durează, în general, câteva ore pentru a se reîncărca complet. Un sistem de încărcare pe măsură ce conduceți ar depăși aceste limitări.

„În teorie, se poate conduce o perioadă nelimitată de timp fără a fi nevoie să se oprească pentru a se reîncărca”, explică Fan. „Speranța este că îți vei putea încărca mașina electrică în timp ce conduci pe autostradă. O bobină din partea de jos a vehiculului ar putea primi energie electrică de la o serie de bobine conectate la un curent electric încorporat în drum.”

Unii experți în transport au în vedere un sistem de autostradă automatizat în care vehiculele electrice fără șofer sunt încărcate fără fir cu energie solară sau alte surse de energie regenerabilă. Scopul ar fi reducerea accidentelor și îmbunătățirea dramatică a fluxului de trafic, reducând în același timp emisiile de gaze cu efect de seră.

Tehnologia de încărcare fără fir pentru vehiculele electrice ar putea ajuta, de asemenea, navigarea prin GPS a mașinilor fără șofer. GPS-ul este precis până la aproximativ 35 de picioare. Pentru siguranță, mașinile autonome trebuie să fie în centrul benzii unde ar fi încorporate bobinele transmițătorului, oferind o poziționare foarte precisă pentru sateliții GPS.

Fabricat cu magneți

Transferul de putere fără fir de gamă medie se bazează pe cuplarea prin rezonanță magnetică. Așa cum marile centrale electrice generează curenți alternativi prin rotirea bobinelor de sârmă între magneți, electricitatea care se mișcă prin fire creează un câmp magnetic oscilant.

Acest câmp determină, de asemenea, electronii dintr-o bobină de fire din apropiere să oscileze, transferând astfel puterea fără fir. Eficiența transferului este îmbunătățită și mai mult dacă ambele bobine sunt reglate la aceeași frecvență de rezonanță magnetică și sunt poziționate la unghiul corect.

Cu toate acestea, fluxul continuu de electricitate poate fi menținut numai dacă unele aspecte ale circuitelor, cum ar fi frecvența, sunt reglate manual pe măsură ce obiectul se mișcă. Deci, fie bobina de transmitere a energiei și bobina receptoră trebuie să rămână aproape staționare, fie dispozitivul trebuie reglat automat și continuu – un proces semnificativ complex.

Pentru a aborda această provocare la încărcarea fără fir pentru vehiculele electrice, echipa de cercetare a eliminat sursa de radio-frecvență din transmițător și a înlocuit-o cu un amplificator de tensiune și un rezistor de feedback disponibil comercial. Acest sistem descoperă automat frecvența potrivită pentru diferite distanțe, fără a fi nevoie de interferențe umane.

„Adăugarea amplificatorului permite ca puterea să fie transferată foarte eficient în cea mai mare parte a intervalului de trei picioare și în ciuda orientării schimbătoare a bobinei de recepție”, spune studentul absolvent Sid Assawaworrarit, autorul principal al studiului. „Acest lucru elimină nevoia de reglare automată și continuă a oricărui aspect al circuitelor.”

Reglarea fină a mecanismului de încărcare fără fir pentru vehiculele electrice

Assawaworrarit a testat această abordare a încărcării fără fir pentru vehiculele electrice prin plasarea unui bec LED pe bobina receptoare. Într-o configurație convențională fără reglaj activ, luminozitatea LED-urilor s-ar diminua odată cu distanța.

În noua configurație, luminozitatea a rămas constantă, deoarece receptorul s-a îndepărtat de sursă la o distanță de aproximativ trei picioare. Echipa lui Fan a depus recent o cerere de brevet pentru cel mai recent avans.

Grupul a folosit un amplificator de uz general, cu o eficiență relativ scăzută de aproximativ 10%. Ei spun că amplificatoarele personalizate pot îmbunătăți această eficiență cu peste 90 la sută.

„Putem regândi cum să livrăm energie electrică nu numai mașinilor noastre, ci și dispozitivelor mai mici de pe sau din corpul nostru”, spune Fan. „Pentru orice ar putea beneficia de încărcarea dinamică, fără fir pentru vehicule electrice, acest lucru este potențial foarte important.”

Centrul TomKat pentru Energie Durabilă de la Stanford a sprijinit o parte a lucrării.

Cât de utilă a fost această pagină ?

Faceți click pe stele pentru evaluare!

Rata medie / 5. Voturi:

Niciun vot până acum, evaluează pagina !