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Algún día, su cargador de EV puede ser la carretera en sí
Una forma de ampliar el alcance de los vehículos eléctricos puede ser proporcionar energía de forma inalámbrica a través de bobinas colocadas debajo de la superficie de una carretera. Pero cargar vehículos en movimiento con cargadores inalámbricos de alta potencia debajo de ellos es complejo.
Nivel del suelo: Los investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han diseñado este cargador inalámbrico de prueba de concepto para vehículos eléctricos en movimiento.
Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado una forma de suministrar energía a los vehículos en movimiento utilizando componentes electrónicos simples, en lugar de la costosa electrónica de potencia o los sensores complejos que se empleaban anteriormente. El sistema utiliza un receptor especializado que induce una ráfaga de energía solo cuando un vehículo pasa por encima de un transmisor inalámbrico. Los modelos iniciales indican que colocar bobinas de carga en el 10 por ciento de una carretera ampliaría el rango de conducción de un vehículo eléctrico de aproximadamente 60 millas a 300 millas, dice Srdjan Lukic , profesor asistente de ingeniería eléctrica en NCSU.
La carga inalámbrica a través de inducción magnética, el mismo tipo que se usa típicamente para los cepillos de dientes eléctricos, está siendo perseguida por varias empresas de electrónica de consumo y vehículos eléctricos (consulte Carga inalámbrica: ¿finalmente ha llegado el momento?). Estos cargadores funcionan enviando corriente a través de una bobina, que produce un campo magnético. Cuando se coloca un automóvil con su propia bobina sobre el transmisor, el campo magnético induce un flujo de energía que carga las baterías.
Los cargadores inductivos estacionarios para vehículos eléctricos suelen utilizar sensores para garantizar que las bobinas receptoras del vehículo estén alineadas correctamente sobre las plataformas de carga inalámbrica. El sistema de investigadores de NCSU funciona sin sensores de posición en un intento de simplificar el diseño y hacerlo más eficiente. Cuando no hay vehículos, la bobina del transmisor emite un campo débil. Pero cuando pasa un vehículo con un receptor, los componentes electrónicos del receptor activan un fuerte campo magnético y un flujo de energía que lo acompaña, dice Lukic.
Controlar con precisión cuándo las bobinas de la calzada producen un campo magnético es importante por razones de seguridad; Si el campo no detecta las bobinas receptoras del automóvil, podría adherirse a partes del automóvil o atraer objetos extraviados. De alguna manera tenemos que canalizar o contener el campo magnético producido por el transmisor para que siempre esté justo debajo del receptor. No podemos simplemente enviar un campo fuerte al medio ambiente, dice Lukic. Algunos diseños tienen una serie de bobinas que siempre están energizadas, pero ese enfoque no es energéticamente eficiente, agrega.
En un cargador de inducción estacionario, el receptor de energía se fabrica con una bobina simple. El dispositivo NCSU es más sofisticado. Utiliza condensadores e inductores para manipular la transferencia de energía y el campo magnético, dice Lukic. El acoplamiento entre el transmisor y el receptor podría realizarse con electrónica de potencia, pero tal sistema sería más caro que el dispositivo NCSU, dice.
Los investigadores han hecho un prototipo de baja potencia y pretenden alcanzar una velocidad de 50 kilovatios, equivalente a los cargadores rápidos de corriente continua, que funcionan de manera más eficiente que los cargadores de corriente alterna convencionales.
El interés comercial en los sistemas de carga inalámbrica para vehículos en movimiento va en aumento. Qualcomm está trabajando en un sistema de carga dinámica que se basa en su actual cargador EV inalámbrico . La Universidad de Utah ha probado una infraestructura de carga inalámbrica para autobuses urbanos y ha creado una empresa llamada Electrificación inalámbrica avanzada del vehículo para construir productos comerciales. Con el sistema de Utah, un autobús podría cargarse a partir de bobinas colocadas debajo de la superficie de la carretera donde cargan los pasajeros o en los semáforos. La transferencia de energía inalámbrica dinámica también podría usarse para robots.
Las técnicas que los investigadores de NCSU utilizaron para la carga dinámica de vehículos eléctricos ya se han aplicado en algunos productos electrónicos de consumo, dice Katie Hall, directora de tecnología de WiTricity, una empresa que fabrica equipos de carga inalámbrica. Pero las herramientas electrónicas que se utilizan para la electrónica pequeña, como los interruptores, no están disponibles para aplicaciones de alta potencia. Ese tipo de tecnología no se escala a la perfección a kilovatios o cientos de kilovatios, dice.
El Laboratorio Nacional de Oak Ridge también está trabajando en formas de hacer coincidir automáticamente el transmisor y el receptor de potencia inalámbricos, dice Omer Onar, un investigador que trabaja en la carga inalámbrica de vehículos allí. El nuevo trabajo aborda solo una de las barreras de la carga dinámica, dice: la mayoría de las barreras [comerciales] están asociadas con el costo y la infraestructura.