Forskere demonstrerer 120 kilowatt trådløs opladning til køretøjer

Forskere ved Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory har demonstreret et trådløst opladningssystem på 120 kilowatt til køretøjer - som giver seks gange så meget kraft i forhold til tidligere ORNL-teknologi og et stort skridt i retning af opladningstider, der kan måle sig med hastigheden og bekvemmeligheden ved en tankstation. op.

Det trådløse system overfører 120 kilowatt strøm med 97 procent effektivitet, som kan sammenlignes med konventionel, kablede højeffekt hurtigopladere. I laboratoriedemonstrationen, strøm blev overført over en seks-tommer luftspalte mellem to magnetiske spoler og opladet en batteripakke.

ORNL-forskere skabte og demonstrerede verdens første 20-kilowatt trådløse opladningssystem, som er ved at blive modificeret til applikationer såsom kommercielle varebiler. "Det var vigtigt at bevare det samme eller mindre fodaftryk som den tidligere demonstration for at tilskynde til kommerciel adoption, " sagde projektleder Veda Galigekere fra ORNL's Power Electronics and Electric Machinery Group.

"Vi brugte finite element- og kredsløbsanalyser til at udvikle en ny co-optimeringsmetodologi, løse problemerne med spoledesign og samtidig sikre, at systemet ikke varmes op eller udgør nogen sikkerhedsproblemer, og at ethvert strømtab under overførslen er minimalt, " han sagde.

For at opnå 120 kilowatt, ORNL-teamet skabte et nyt spoledesign co-optimeret med de nyeste siliciumcarbid power elektroniske enheder til en letvægts, kompakt system. Systemets arkitektur tager energi fra nettet og konverterer den til højfrekvent vekselstrøm, som genererer et magnetfelt, der overfører kraft over et stort luftgab. Når energien er overført til den sekundære spole, den konverteres tilbage til jævnstrøm og lagres i et køretøjs batterier.

Demonstrationen fremmer DOE's ekstreme hurtigopladningsmål om at udvikle et system, der leverer 350 til 400 kilowatt og reducerer opladningstiden for elektriske køretøjer til 15 minutter eller mindre.

"Dette gennembrud fremmer markant den teknologi, der er nødvendig for at tilskynde til større brug af elektriske køretøjer ved at øge deres rækkevidde og lette genopladning, og igen understøtter et energieffektivt mobilitetssystem for nationens økonomiske succes, " sagde Moe Khaleel, associeret laboratoriedirektør for energi- og miljøvidenskab hos ORNL.

ORNL-forskere vil udforske innovationer for at øge strømoverførselsniveauet til 200 og til sidst 350 kilowatt, samtidig med at den dynamiske trådløse opladningsteknologi forfines. Et dynamisk system muliggør automatisk opladning af elektriske køretøjer ved hjælp af trådløse opladningspuder installeret under vejbaner. Opladningssystemer med højere effekt er nødvendige for at minimere omkostningerne og kompleksiteten ved dynamisk opladning. "Målet er dynamisk opladning ved motorvejshastigheder, " sagde Galigekere.