Domanda:
Com'è possibile in modo efficiente la ricarica wireless induttiva di un veicolo in movimento su una strada pubblica?
sharptooth
2012-01-17 12:26:44 UTC
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Sembra che uno dei principali problemi del trasferimento di energia wireless sia l'efficienza. Ad esempio, il sistema di ricarica ad alta potenza Magne Charge sembra avere circa l'86% di efficienza, il che significa che molta energia viene persa quando si superano diversi kilowatt di potenza.

Eppure sembra che La tecnologia Bombardier PRIMOVE è abbastanza efficiente per alimentare e ricaricare su strada un autobus in movimento o persino un tram in movimento in modalità wireless: una tonnellata di i cavi sono installati sotto la strada o il vialetto e quei cavi sono controllati da alcuni dispositivi elettronici di servizio intelligenti per essere energizzati quando un veicolo li attraversa e agire come una bobina primaria di un sistema di trasferimento di energia wireless. Il veicolo è dotato della bobina secondaria.

Ogni volta che chiedo informazioni sul trasferimento di energia wireless sembra che la distanza tra le bobine sia uno dei fattori critici. Nello scenario precedente ci sarà un po 'di spazio sotto il veicolo e anche i cavi verranno installati nella strada e quindi saranno coperti con asfalto o cemento, quindi la distanza non può essere inferiore a 0 , 2 metri. Inoltre il veicolo è in movimento, il che significa che la sua bobina secondaria non sarà perfettamente allineata con il cablaggio sulla strada.

Come è possibile un trasferimento efficiente di energia è possibile questa configurazione?

Aumentare la frequenza aiuta: http://electronics.stackexchange.com/questions/25135/whats-the-need-for-higher-frequency-in-inductive-charging-systems
@0x6d64: Anche Magne Charge con la sua maggiore frequenza ha un'efficienza dell'86% circa e funziona solo per un veicolo parcheggiato con l'accoppiatore esterno perfettamente allineato con lo slot di ricarica. Questo è il motivo per cui lo chiedo.
Sei risposte:
user408041
2012-01-17 14:09:14 UTC
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Beh, se conoscessi la risposta potresti guadagnare un sacco di soldi vendendo questa tecnologia. Penso che ci sarà sempre una grande perdita. Ma ci saranno risparmi dal lato dell'auto. La batteria non ha bisogno di essere grande come normalmente perché può essere caricata continuamente. Questo è anche meglio per le batterie, meglio molte piccole cariche che scaricarle completamente.

Le spese di installazione e manutenzione rendono questa cosa davvero costosa da implementare e gestire, quindi anche avere un prototipo non significa avere una fortuna.
Bombardier utilizza i supercap per immagazzinare energia. Il sistema è già in uso sui normali tram con cavo aereo e si dice che conservi fino al 30% della potenza, uniformando il tiraggio sul cavo e riciclando l'energia dalla frenata.
Pur consentendo una batteria più piccola, sarà necessario un po 'di peso extra nell'auto per la bobina dell'induttore. Presumo che comporterebbe facilmente qualche decina di kg.
Considera che la quantità di rame richiesta per includere la carica induttiva continua su ogni strada sarebbe assurdamente grande e farebbe lievitare il prezzo del rame per ogni altro uso. Un giro di tram di mezzo miglio è una goccia nell'oceano rispetto al sistema stradale interstatale. Le strade sono fatte di rocce e sottoprodotti petroliferi perché questo è ciò di cui abbiamo in abbondanza (per ora).
user924
2012-06-02 17:41:52 UTC
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Trasformatore rotante

I 4 pneumatici sono le parti più vicine al fondo stradale. La zona di prelievo di trasferimento può essere efficiente quasi al 100% se lo spazio all'interno dei pneumatici può essere coinvolto.

Incorpora 2 cavi lunghi in direzione della strada. Dovrebbero corrispondere alla larghezza dei veicoli. Incorpora una bobina in cortocircuito a giro singolo in ogni pneumatico. Montare le bobine di raccolta ovunque attorno al pneumatico sul veicolo mantenendo gli assi paralleli agli assi delle ruote. I nuclei magnetici per il pickup saranno "mordenti" a forma di C nella "bobina in cortocircuito" della ruota.

Lo schema è simile al trasformatore rotante. Era usato nei videoregistratori. Il rosso è il cuore. Il nero è rame. Può esserci di più. Come l'inserto magnetico a forma di C attorno all'anello di rame. Persino gli schemi incorporati nella ruota, invece del singolo anello, ecc. Il rosso è il materiale principale. Il nero è rame. Nota che NON ci sono contatti elettrici, solo spazi vuoti ovunque.

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Nelle testine rotanti di un videoregistratore o registratore DAT le due bobine sono a un paio di decimi di mm l'una dall'altra. Nella tua idea i coefficienti di accoppiamento \ $ k \ $ sono bassi, soprattutto quello tra le ruote e il cavo in strada. Tuttavia, non posso fornire stime per i loro valori. In ogni caso per un'auto il filo in cortocircuito nelle ruote esiste: è il rinforzo in corda d'acciaio del pneumatico.
Il divario nei trasformatori video è tra le metà del nucleo, non tra le bobine. Le bobine possono essere ovunque mentre circondano la dissezione del percorso magnetico. Per 2 fili distanti e attorcigliati ogni cento piedi, caricati con un banco di condensatori lungo la strada, diciamo che a 60 Hz non ci sono perdite relative al campo. A correnti di risonanza di diversi Ampere nulla vieta che lo stesso ordine di correnti esista nell'anello. L'unica regola è che lo spazio tra anello e fili dovrebbe essere molto inferiore alla distanza tra le ruote. Con una distanza di singoli pollici e nella gamma milliTesla è possibile effettuare consegne con basse perdite.
Ciò significa che richiedi la stessa larghezza per tutti i veicoli?
Sì. Ma la stessa larghezza è già stata stabilita sin dai tempi dei caret con 2 cavalli di fila.
Potrebbe essere necessario guidare con molta attenzione per allinearsi con i cavi?
davidcary
2012-06-04 11:24:28 UTC
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Purtroppo, non vedo alcun numero di efficienza sul sito web Bombardier Primove. L'aumento della distanza e del movimento (come ha sottolineato il poster originale) ridurrebbe l'efficienza rispetto al Magne Charge Tuttavia, le bobine nelle illustrazioni di Primove sembrano avere un'area molto più grande rispetto alle bobine Magne Charge, aumentando l'efficienza.Per quello che posso dire, i due effetti si annullano a vicenda, dando circa la stessa efficienza del sistema Magne Charge Poiché le persone che hanno sviluppato il sistema Magne Charge pensavano che fosse "abbastanza efficiente", forse anche le persone corrispondenti a questo progetto Primove pensano che più o meno la stessa efficienza sia "abbastanza efficiente".

(Non ho Non ho visto alcun buon riferimento per l'efficienza del sistema Magne Charge. Troppe persone sembrano citare l'articolo di Wikipedia, che ha una grande bandiera "citazione necessaria". In particolare, mi chiedo quale sia la perdita complessiva, così come le perdite nell'armadio di conversione di frequenza e perdita nel trasferimento paddle-to-car).

Immagino che se fossi coinvolto con Primove, userei la risonanza magnetica per migliorare l'efficienza. Qualcosa come Witricity usato per caricare un'auto parcheggiata con un trasmettitore sulla superficie del parcheggio e il ricevitore attaccato alla parte inferiore dell'auto con efficienza del 90%. Questa è la stessa efficienza del 90% citata da alcune persone per il sistema Magne Charge.

Le persone eCoupled usano anche la risonanza magnetica per ottenere l ' efficienza del 98% a 1,4 kilowatt - ahimè, non è chiaro quale fosse la distanza tra le bobine per questo Le persone di eCoupled mostrano una demo che apparentemente carica una Tesla Roadster all ' efficienza dell'80% con un gap apparentemente ragionevole e sembrano affermare che l'efficienza del 90% potrebbe essere raggiunta con un sistema più integrato e superiore tensione.

I sistemi di risonanza magnetica sembrano tollerare maggiormente i disallineamenti rispetto ad altri sistemi induttivi.

Anthony
2012-06-02 17:21:04 UTC
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Dalla mia ricerca, l'utilizzo della risonanza per collegare il campo di trasferimento è molto meno esigente in termini di distanza o precisione. Mettere infrastrutture nelle strade come suggerisce Bombardier è folle e insostenibile.

Tom
2016-01-12 10:45:03 UTC
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Questa è la mia prima risposta (!), Informazioni prese da un collegamento in un altro thread fornito da AndyAKA (credo?) http://www.travisdeyle.com/publications/pdf/2008_icra_power_surface.pdf

In questo documento i ricercatori spiegano che l'induzione wireless è fino al 50% più efficiente quando le bobine primaria e secondaria sono configurate per risuonare l'una con l'altra. L'uso di una bobina secondaria motrice per raccogliere energia da una bobina primaria statica a frequenze di risonanza, tuttavia, provoca fluttuazioni nel campo magnetico creato dalla bobina primaria. Quando la bobina secondaria si muove attraverso il campo del primario, le densità di flusso del campo primario si spostano (influenzando la frequenza del segnale) in relazione al campo magnetico (creato dalla back emf) della bobina secondaria che ha un impatto negativo sull'efficienza della potenza trasferimento.

La ricerca qui ha superato questo problema introducendo una bobina dissonante terziaria come bobina di raccolta. Quindi l'unico scopo della bobina primaria è quello di risuonare con la bobina del trasmettitore secondario (ora statica) fornendo il 50% di efficienza aggiunto menzionato in precedenza. La bobina secondaria è costruita sotto il perimetro una superficie (la strada) a forma di rettangolo, un secondo rettangolo della metà delle dimensioni (il suo angolo al centro del rettangolo più grande, l'angolo opposto allineato) e un terzo rettangolo, ancora una volta, metà del dimensione nello stesso allineamento (scorri verso il basso il link per un'immagine.)

L'induzione wireless attraverso le bobine terziarie, in questo caso, è l'unica fonte di energia per i robot su cui sono attaccate. Credo che questa idea potrebbe essere implementata agli incroci stradali, sulle autostrade e sugli svincoli autostradali per fornire una carica sufficiente (a un condensatore -> congiunzione batteria) per raggiungere l'incrocio successivo, fuori dalla rampa o punto di ricarica dell'autostrada. Ritengo inoltre che l'alimentazione per i sistemi del veicolo non essenziali (ad esempio sistemi di intrattenimento e aria condizionata) dovrebbe essere fornita da un circuito diverso (carica a casa), riducendo così al minimo l'effetto che questi sistemi hanno sull'autonomia del veicolo e massimizzando il loro tempo operativo .

Comunque, solo i miei 2 centesimi (completamente inutili) sudafricani su un thread molto vecchio con un collegamento a informazioni ancora più vecchie!

user43782
2014-06-22 17:49:08 UTC
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La ricarica wireless induttiva funziona bene per gli oggetti di cancelleria, ma per gli oggetti in movimento è necessario disporre di una serie di bobine primarie sotto la strada.

Per capire la configurazione, immagina un array di bobine (trasmettitore) avvolto su una piastra piatta (nel piano XY) di un nucleo adatto (larghezza, lunghezza >> spessore). Le bobine sono avvolte in modo tale che il flusso netto all'interno del nucleo sia zero. La bobina secondaria (ricevitore) è piatta e su un piano parallelo e al di sopra del piano del trasmettitore (l'asse della bobina del ricevitore è perpendicolare all'asse della matrice di bobine).

Ora, l'array di bobine è controllato da un computer che localizza il ricevitore e di conseguenza regola il flusso attraverso di esso inviando la corrente nelle bobine richieste dell'array (mantenendo zero il flusso all'interno del nucleo).

PS si è sentito troppo pigro per aggiungere un'immagine :)



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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