A eletrônica de potência de última geração gerencia o fluxo seguro e eficiente de eletricidade entre os componentes do sistema. Crédito:Genevieve Martin / Oak Ridge National Laboratory, Departamento de Energia dos EUA
Pesquisadores do Laboratório Nacional de Oak Ridge do Departamento de Energia demonstraram um sistema de carregamento sem fio de 120 quilowatts para veículos, fornecendo seis vezes a potência da tecnologia ORNL anterior e um grande passo em direção a tempos de carregamento que rivalizam com a velocidade e conveniência de um abastecimento de posto de gasolina. acima.
O sistema sem fio transfere 120 quilowatts de energia com 97 por cento de eficiência, que é comparável ao convencional, carregadores rápidos de alta potência com fio. Na demonstração de laboratório, a energia foi transferida através de um espaço de ar de seis polegadas entre duas bobinas magnéticas e carregou uma bateria.
Os pesquisadores do ORNL criaram e demonstraram o primeiro sistema de carregamento sem fio de 20 quilowatts do mundo, que está sendo modificado para aplicações como caminhões de entrega comercial. "Era importante manter a mesma ou menor pegada da demonstração anterior para encorajar a adoção comercial, "disse o líder do projeto, Veda Galigekere, do Grupo de Eletrônica de Energia e Máquinas Elétricas da ORNL.
"Usamos elementos finitos e análises de circuito para desenvolver uma nova metodologia de co-otimização, resolver os problemas de design da bobina, garantindo que o sistema não aqueça ou coloque quaisquer problemas de segurança, e que qualquer perda de energia durante a transferência é mínima, " ele disse.
Para atingir 120 quilowatts, a equipe ORNL criou um novo projeto de bobina co-otimizado com os mais recentes dispositivos eletrônicos de potência de carboneto de silício para um peso leve, sistema compacto. A arquitetura do sistema pega energia da rede e a converte em corrente alternada de alta frequência, que gera um campo magnético que transfere energia através de um grande espaço de ar. Uma vez que a energia é transferida para a bobina secundária, ele é convertido de volta para corrente contínua e armazenado nas baterias de um veículo.
Os pesquisadores do ORNL usaram simulações de computador para projetar bobinas que geram o campo magnético necessário para a transferência de energia sem fio. Crédito:Genevieve Martin / Oak Ridge National Laboratory, Departamento de Energia dos EUA
A demonstração avança a meta de carregamento extremamente rápido do DOE de desenvolver um sistema que fornece 350 a 400 quilowatts e reduz o tempo de carregamento de veículos elétricos para 15 minutos ou menos.
"Esta descoberta avança significativamente a tecnologia necessária para encorajar uma maior adoção de veículos elétricos, aumentando seu alcance e a facilidade de recarga, e, por sua vez, apóia um sistema de mobilidade com eficiência energética para o sucesso econômico do país, "disse Moe Khaleel, diretor de laboratório associado para Ciências da Energia e Ambientais do ORNL.
Os pesquisadores do ORNL irão explorar inovações para aumentar o nível de transferência de energia para 200 e, eventualmente, 350 quilowatts, enquanto refina a tecnologia de carregamento sem fio dinâmico. Um sistema dinâmico permite o carregamento automático de veículos elétricos usando blocos de carregamento sem fio instalados sob as estradas. Sistemas de carregamento de alta potência são necessários para minimizar o custo e a complexidade do carregamento dinâmico. "O objetivo é o carregamento dinâmico em velocidades de rodovia, "Galigekere disse.
