رکوردشکنی جدید آمریکا در سرعت شارژ بی سیم خودروهای برقی

01

از 02

سیستم فشرده با قدرت بالا

پورشه تایکان که به عنوان یک خودروی سواری سبک شناخته می‌شود، به دلیل محدودیت‌های فضا، وزن و حجم، در سازگاری با سیستم‌های انتقال قدرت بی‌سیم بزرگ و سنگین با چالش‌هایی مواجه است.

تحقیقات فعلی روی توسعه سیستم‌های شارژر بی‌سیم برای خودروهای سبک متمرکز شده است، که می‌توانند تا 11 کیلووات قدرت و 92 درصد راندمان به دست آورند. استانداردهای صنعتی در حال حاضر سطوح توان تا 20 کیلو وات را پوشش می‌دهند.

آزمایشگاه ORNL با استفاده از کویل‌های اتصال الکترومغناطیسی چندفاز، یک سیستم سبک وزن برای تغذیه پورشه تایکان توسعه داد. این سیم‌پیچ‌ها با قطر کمی بیش از 48 سانتی‌متر، چگالی توان بالایی را به شکل فشرده ارائه می‌دهند.

طراحی سیم‌پیچ متمایز و هندسه سیستم با الهام از شارژ بی‌سیم گجت‌های کوچک، امکان انتقال سطوح فوق‌العاده بالای قدرت را فراهم می‌کند.

محققان می‌گویند که این موضوع با استفاده از میدان‌های مغناطیسی چرخان ایجاد شده توسط سیم‌پیچ‌های فازی، می‌تواند توان تحویلی را افزایش دهد. سیستم شارژ به طور مؤثر در زیر خودرو گنجانده می‌شود.

چگالی توان در شارژ بی‌سیم بسیار مهم است و نشان می‌دهد که یک سیستم نسبت به اندازه آن در چه حد قدرت دارد. سیستم ORNL با بازدهی بیش از 95 درصد، با فاصله 12 سانتی‌متری بین سیم‌پیچ و زمین، 50 درصد شارژ را در 10 دقیقه به دست می‌آورد.

همچنین فناوری انتقال برق بی‌سیم شامل مکانیسم‌های حفاظتی در برابر اتصال کوتاه، گرمای بیش از حد، محدودیت‌های ولتاژ و جریان است. هنگامی که قطع برق یا سایر شرایط پیش‌بینی نشده مانع از انتقال ایمن برق می‌شود، این سیستم‌ها می‌توانند عملیات خاموش شدن را آغاز کنند.

عمر اونار، محقق ارشد این آزمایش گفت: «ما همچنین در حال همکاری با فولکس واگن برای توسعه یک سیستم چند فازی برای کاربردهای شارژ مسکونی و همکاری در توسعه یک طراحی محفظه سبک وزن هستیم، که عملکرد مکانیکی، الکتریکی، حرارتی و مغناطیسی را بهبود می‌بخشد.»

02

از 02

آینده شارژ خودروهای برقی

در دهه گذشته، محققان ORNL فناوری شارژ بی‌سیم را پیشرفته کرده‌اند. در سال 2016، آنها 20 کیلووات را با استفاده از اینورتر و فناوری کوپلینگ خود به یک SUV انتقال دادند.

تا سال 2018، آنها در آزمایشگاه با کویل‌های معمولی به 120 کیلووات رسیدند. آزمایش‌های اخیر 100 و 270 کیلووات اولین کاربردهای سیستم چند فازی ORNL در خودروهای برقی است.

آزمایشگاه ORNL امیدوار است که با گسترش دامنه و ساده کردن فرآیند شارژ، به دنبال نرخ شارژ بیشتر، استفاده از خودروهای برقی را ارتقا دهد. این موضوع به ویژه برای خودروهای سواری سبک مورد استفاده برای رفت و آمدهای روزمره بسیار مهم است.

بوراک اوزپینجی، محقق برجسته شرکت ORNL بیان کرد: «این دستاورد، ما را یک قدم جلوتر به واقعیت آینده می‌رساند که در آن یک وسیله نقلیه الکتریکی می‌تواند به ایستگاه شارژ رفته و در همان زمانی که برای رفتن به فروشگاه و خوردن یک میان‌وعده لازم است، شارژ شود.»

در آینده نزدیک، ORNL و فولکس واگن قصد دارند به همکاری برای ارتقای نمونه اولیه شارژ 270 کیلوواتی با تبدیل آن به سیستمی مقرون به‌صرفه و مقیاس‌پذیر ادامه دهند.

این آزمایش‌ها به DOE کمک می‌کند تا به هدف فوق‌العاده شارژ سریع خود دست یابد، یعنی ایجاد سیستمی که می‌تواند خودروهای برقی را در مدت 15 دقیقه یا کمتر شارژ کند و در عین حال 250 تا 900 کیلووات برق را تأمین نماید.