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La nuova tecnologia di ricarica wireless della Chalmers University può fornire fino a 500 kW di potenza con una perdita inferiore al 2%.
I ricercatori della Chalmers University in Svezia affermano di aver sviluppato una tecnologia di ricarica wireless in grado di caricare batterie fino a 500 kilowatt senza collegarle a un caricabatterie con cavi.Dicono che la nuova attrezzatura di ricarica è completa e pronta per la produzione in serie.Questa tecnologia non sarà necessariamente utilizzata per caricare i veicoli passeggeri personali, ma potrà essere utilizzata nei traghetti elettrici, negli autobus o nei veicoli senza pilota utilizzati nel settore minerario o in agricoltura per ricaricarsi senza utilizzare un braccio robotico o collegarsi a una fonte di alimentazione.
Yujing Liu, professore di ingegneria elettrica presso il Dipartimento di ingegneria elettrica della Chalmers University, si concentra sulla conversione dell'energia rinnovabile e sull'elettrificazione dei sistemi di trasporto.“Il porto turistico potrebbe avere un sistema integrato per caricare il traghetto a determinate fermate quando i passeggeri salgono e scendono dalla nave.Automatico e completamente indipendente dalle condizioni atmosferiche e dal vento, il sistema può essere ricaricato da 30 a 40 volte al giorno.I camion elettrici richiedono una ricarica ad alta potenza.i cavi di ricarica possono diventare molto spessi, pesanti e difficili da maneggiare.”
Liu ha affermato che il rapido sviluppo di alcuni componenti e materiali negli ultimi anni ha aperto la porta a nuove possibilità di ricarica.“Il fattore chiave è che ora abbiamo accesso a semiconduttori in carburo di silicio ad alta potenza, i cosiddetti componenti SiC.Per quanto riguarda l'elettronica di potenza, sono sul mercato solo da pochi anni.Ci consentono di utilizzare tensioni più elevate, temperature più elevate e frequenze di commutazione più elevate”, ha affermato.Questo è importante perché la frequenza del campo magnetico limita la potenza che può essere trasferita tra due bobine di una determinata dimensione.
“I precedenti sistemi di ricarica wireless per veicoli utilizzavano frequenze intorno ai 20kHz, proprio come i forni convenzionali.Diventavano ingombranti e il trasferimento di potenza era inefficiente.Ora stiamo lavorando a frequenze quattro volte più alte.Poi l’induzione è diventata improvvisamente attraente”, ha spiegato Liu.Ha aggiunto che il suo gruppo di ricerca mantiene stretti legami con due dei principali produttori mondiali di moduli SiC, uno negli Stati Uniti e uno in Germania.
“Con loro, il rapido sviluppo dei prodotti sarà indirizzato verso correnti, tensioni ed effetti più elevati.Ogni due o tre anni verranno introdotte nuove versioni più tolleranti.Questi tipi di componenti sono fattori importanti, esiste un’ampia gamma di applicazioni nei veicoli elettrici, non solo la ricarica induttiva”.“.
Un’altra recente innovazione tecnologica riguarda i fili di rame inseriti in bobine che rispettivamente inviano e ricevono un campo magnetico oscillante che forma un ponte virtuale per il flusso di energia attraverso un traferro.L'obiettivo qui è utilizzare la frequenza più alta possibile.“Allora non funziona con bobine circondate da un normale filo di rame.Ciò provoca perdite molto grandi alle alte frequenze”, ha detto Liu.
Invece, le bobine ora sono costituite da “corde di rame” intrecciate composte da 10.000 fibre di rame spesse solo da 70 a 100 micron, circa le dimensioni di una ciocca di capelli umani.Più recentemente sono comparse anche le cosiddette trecce di filo litz, adatte per correnti elevate e alte frequenze.Un terzo esempio di nuova tecnologia che consente una potente ricarica wireless è un nuovo tipo di condensatore che aumenta la potenza reattiva necessaria alla bobina per creare un campo magnetico sufficientemente forte.
Liu ha sottolineato che la ricarica dei veicoli elettrici richiede molteplici passaggi di conversione tra corrente continua e corrente alternata, nonché tra diversi livelli di tensione.“Quindi, quando affermiamo di aver raggiunto un'efficienza del 98% dalla corrente continua alla stazione di ricarica fino alla batteria, quel numero probabilmente non ha molta importanza a meno che tu non abbia ben chiaro cosa stai misurando.Ma puoi dire lo stesso., Indipendentemente dall'utilizzo, le perdite si verificano con la carica conduttiva convenzionale o con la carica induttiva.L’efficienza che abbiamo ora raggiunto significa che le perdite nella carica induttiva possono essere basse quasi quanto in un sistema di carica conduttiva.La differenza è così piccola che in pratica è trascurabile, circa l’uno o il due per cento”.
I lettori di CleanTechnica adorano le specifiche, quindi ecco cosa sappiamo da Electrive.Il team di ricerca di Chalmers afferma che il suo sistema di ricarica wireless è efficiente al 98% e in grado di fornire fino a 500 kW di corrente continua per due metri quadrati con uno spazio d'aria di 15 cm tra il suolo e le piattaforme di bordo.Ciò corrisponde a una perdita di soli 10 kW ovvero al 2% della potenza di carica massima teorica.
Liu è ottimista riguardo a questa nuova tecnologia di ricarica wireless.Ad esempio, non pensa che sostituirà il modo in cui ricarichiamo le auto elettriche.“Anch'io guido un'auto elettrica e non credo che la ricarica induttiva farà alcuna differenza in futuro.Guido a casa, lo collego... nessun problema."sui cavi.“Forse non si dovrebbe sostenere che la tecnologia in sé sia più sostenibile.Ma potrebbe rendere più semplice l’elettrificazione dei veicoli di grandi dimensioni, il che potrebbe accelerare l’eliminazione di cose come i traghetti alimentati a diesel”, ha affermato.
Ricaricare un’auto è molto diverso dal ricaricare un traghetto, un aereo, un treno o una piattaforma petrolifera.La maggior parte delle auto rimane parcheggiata per il 95% del tempo.La maggior parte delle apparecchiature aziendali è in costante servizio e non vede l'ora di essere ricaricata.Liu vede i vantaggi della nuova tecnologia di ricarica induttiva per questi scenari commerciali.Nessuno ha davvero bisogno di ricaricare un’auto elettrica da 500 kW in garage.
Il focus di questo studio non è sulla ricarica wireless di per sé, ma su come la tecnologia continua a introdurre modi nuovi, più economici e più efficienti di fare cose che potrebbero accelerare la rivoluzione dei veicoli elettrici.Pensalo come il periodo d'oro del PC, quando la macchina più recente e più potente era obsoleta prima ancora che tu tornassi a casa da Circuit City.(Te li ricordi?) Oggi, i veicoli elettrici stanno vivendo un simile scoppio di creatività.Una cosa così bella!
Steve scrive del rapporto tra tecnologia e sostenibilità dalla sua casa in Florida o ovunque lo porti la Forza.È orgoglioso di essere “sveglio” e non gli importa perché il vetro si rompe.Crede in ciò che disse Socrate 3000 anni fa: “Il segreto del cambiamento è concentrare tutte le tue energie sulla creazione del nuovo, non sulla lotta contro il vecchio”.
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Orario di pubblicazione: 16 marzo 2023