L'elettronica di potenza all'avanguardia gestisce il flusso di elettricità sicuro ed efficiente tra i componenti del sistema. Credito:Genevieve Martin/Oak Ridge National Laboratory, Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti
I ricercatori dell'Oak Ridge National Laboratory del Dipartimento dell'Energia hanno dimostrato un sistema di ricarica wireless da 120 kilowatt per veicoli, che fornisce sei volte la potenza della precedente tecnologia ORNL e un grande passo avanti verso tempi di ricarica che rivaleggiano con la velocità e la comodità di una stazione di servizio. su.
Il sistema wireless trasferisce 120 kilowatt di potenza con un'efficienza del 97 percento, che è paragonabile al convenzionale, caricabatterie veloci cablati ad alta potenza. Nella dimostrazione in laboratorio, la potenza è stata trasferita attraverso un traferro di sei pollici tra due bobine magnetiche e caricato un pacco batteria.
I ricercatori dell'ORNL hanno creato e dimostrato il primo sistema di ricarica wireless da 20 kilowatt al mondo, che viene modificato per applicazioni come i camion per le consegne commerciali. "Era importante mantenere la stessa o minore impronta della precedente dimostrazione per incoraggiare l'adozione commerciale, ", ha affermato il capo progetto Veda Galigekere del gruppo Power Electronics and Electric Machinery di ORNL.
"Abbiamo utilizzato analisi degli elementi finiti e dei circuiti per sviluppare una nuova metodologia di co-ottimizzazione, risolvere i problemi di progettazione della bobina garantendo al tempo stesso che il sistema non si surriscaldi o ponga problemi di sicurezza, e che qualsiasi perdita di potenza durante il trasferimento è minima, " Egli ha detto.
Per raggiungere 120 kilowatt, il team ORNL ha creato un nuovo design della bobina co-ottimizzato con i più recenti dispositivi elettronici di potenza al carburo di silicio per un peso leggero, sistema compatto. L'architettura del sistema preleva energia dalla rete e la converte in corrente alternata ad alta frequenza, che genera un campo magnetico che trasferisce potenza attraverso un ampio traferro. Una volta che l'energia viene trasferita alla bobina secondaria, viene riconvertito in corrente continua e immagazzinato nelle batterie del veicolo.
I ricercatori dell'ORNL hanno utilizzato simulazioni al computer per progettare bobine che generano il campo magnetico necessario per il trasferimento di potenza wireless. Credito:Genevieve Martin/Oak Ridge National Laboratory, Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti
La dimostrazione porta avanti l'obiettivo di una ricarica rapida estrema del DOE di sviluppare un sistema che fornisce 350-400 kilowatt e riduce il tempo di ricarica per i veicoli elettrici a 15 minuti o meno.
"Questa svolta fa avanzare in modo significativo la tecnologia necessaria per incoraggiare una maggiore adozione di veicoli elettrici aumentando la loro autonomia e la facilità di ricarica, e a sua volta sostiene un sistema di mobilità efficiente dal punto di vista energetico per il successo economico della nazione, " ha detto Moe Khaleel, direttore associato del laboratorio di Scienze Energetiche e Ambientali presso l'ORNL.
I ricercatori dell'ORNL esploreranno le innovazioni per aumentare il livello di trasferimento di potenza a 200 e infine 350 kilowatt, mentre perfezionando la tecnologia di ricarica wireless dinamica. Un sistema dinamico consente la ricarica automatica dei veicoli elettrici utilizzando pad di ricarica wireless installati sotto le strade. Sono necessari sistemi di ricarica a potenza più elevata per ridurre al minimo i costi e la complessità della ricarica dinamica. "L'obiettivo è la ricarica dinamica a velocità autostradali, " disse Galigekere.
