Experimentell trådlös EV-laddare är lika snabb som en supersnabb kabelansluten kontakt, säger forskare
En ny typ av trådlöst laddningssystem kan driva batterier för elfordon (EV). upp till 10 gånger snabbare än de snabbaste tillgängliga trådlösa laddarna, och det är lika effektivt som att ladda din bil med en supersnabb kabel.
Forskare vid Oak Ridge National Laboratory i Tennessee använde en ”polyfas elektromagnetisk kopplingsspole” med roterande magnetfält för att trådlöst ladda en Hyundai Kona EV, som har en uppskattad räckvidd på cirka 261 milvid 100 kilowatt med 96 % verkningsgrad, enligt a påstående släpptes 12 mars.
Som referens ger de snabbaste elladdningskablarna mellan 50 kW och 350 kW i effekt, medan de som ansluts till ett vägguttag i hemmet har en effekt på 1 kW, enligt Transportdepartementet.
De använde sin prototypladdningsenhet, som har en diameter på 14 tum (36 centimeter), för att överföra ström till elbilen över ett 5-tums (13 cm) luftgap.
Målet med forskning som denna är att integrera trådlösa laddningsenheter i vägen – till exempel på parkeringsplatser. På så sätt behöver förare inte längre koppla in sina bilar till dedikerad laddningsinfrastruktur med skrymmande kablar.
Släkt: Framtida elbilar skulle kunna gå mer än 600 mil på en enda laddning tack vare batteriförstärkande gel
”Vi har uppnått den högsta effekttätheten i världen för ett trådlöst laddningssystem för denna klass av fordon,” sa Omer Onar, en forskare vid ORNL som var involverad i arbetet, i uttalandet. ”Vår teknik når effekttätheter 8-10 gånger högre än konventionell spolteknik och kan öka batteriets laddningstillstånd med 50 % på under 20 minuter.”
Trådlös laddning har funnits sedan 1800-talet, då Nikola Tesla demonstrerade magnetisk resonanskoppling. Genom att skapa ett magnetfält kan elektricitet överföras genom luften mellan en sändande krets och en mottagningskrets. Tekniken finns i liten skala i telefoner och smartklockor, men trådlös laddning i elbilar är relativt nytt.
Det finns få sådana produkter på marknaden. En av de bästa som finns just nu görs till exempel av Plugless Power, som erbjuder mellan 3,3 kW och 7,2 kW trådlösa laddstationer som kan integreras i parkeringsplatser.
En annan trådlös laddare, byggd av WiTricity, erbjuder bara 11 kW. Konventionell trådlös laddning är beroende av en stor magnetisk slingantenn, i form av en kopparspole, för att skapa ett oscillerande magnetfält. Detta skapar en ström i en mottagande antenn. Var och en av spolarna resonerar sedan med samma frekvens och effekt kan överföras.
I flerfasspolesystemet använder elektrisk kraft mer än en växelströmsfas (AC) med två eller flera ledande material, som roterar sina spänningscykler med en fast och definierad fas mellan de olika vågorna.
Detta innebär att de flerfasiga elektromagnetiska spolarna överför laddning i flera faser. Som ett resultat är magnetfältet mer enhetligt, vilket möjliggör mer konsekvent och högre kraftöverföring för en given storlek, sa ORNL-forskare i en uppsats från 2022. Flerfaskopplare är också mer effektiva, vilket innebär att mindre ström går förlorad över längre avstånd, vilket också möjliggör en minskning av storleken på spolarna för att uppnå samma laddningshastighet som konventionell spolteknologi.
Prestationen är särskilt anmärkningsvärd eftersom prototypen för trådlös laddningsenhet är tillräckligt liten för att vara praktisk, med tanke på dess storlek, sa Onar i uttalandet.
