Бежични систем за пуњење електричних возила (вевцс)

Сада се свет креће ка електрифицираној мобилности како би се смањиле емисије загађујућих материја изазвана необновљивим возилима на фосилна горива и пружила алтернатива скупом гориву за превоз. Али за електрична возила, главни домет и поступак пуњења су два главна проблема која утичу на његово усвајање у односу на конвенционална возила.

Увођењем технологије жичног пуњења, нема више чекања на станицама за пуњење сатима, сада напуните своје возило тако што ћете га једноставно паркирати на паркинг месту, паркирањем у гаражи или чак и током вожње можете напунити електрично возило. Од сада смо врло добро упознати са бежичним преносом података, аудио и видео сигнала, па зашто не бисмо могли да преносимо енергију ваздушним путем.

Хвала великом научнику Николи Тесли на његовим неограниченим невероватним изумима у којима је бежични пренос снаге један од њих. Започео је свој експеримент на бежичном преносу снаге 1891. године и развио Теслин калем. 1901. године, са примарним циљем да развије нови систем бежичног преноса снаге, Тесла је започео развој Варденцлиффе Товер-а за велику високонапонску бежичну станицу за пренос енергије. Најтужнији дио је да задовољи Теслиним дугова, кула је минирана и срушена за старо гвожђе 4. јула ^ог 1917

Основни принцип бежичног пуњења исти је као и принцип рада трансформатора. У бежичном пуњењу постоје предајник и пријемник, напајање наизменичном струјом од 220 В од 50 Хз претвара се у високофреквентну наизменичну струју, а ова високофреквентна наизменична струја се испоручује у завојницу предајника, а затим ствара наизменично магнетно поље које пресеца завојницу пријемника и узрокује производњу излазне снаге наизменичне струје у калему пријемника. Али најважнија ствар за ефикасно бежично пуњење је одржавање резонантне фреквенције између предајника и пријемника. Да би се одржале резонантне фреквенције, компензационе мреже додају се на обе стране. Затим коначно, ово напајање наизменичном струјом на страни пријемника исправљено је на једносмерну струју и напајано на батерију путем система за управљање батеријама (БМС).

Статичко и динамичко бежично пуњење

На основу апликације, бежични системи за пуњење за ЕВ могу се разликовати у две категорије,

Статично бежично пуњење
Динамичко бежично пуњење

1. Статично бежично пуњење

Као што и само име говори, возило се пуни када остане статично. Дакле, овде бисмо могли једноставно паркирати ЕВ на паркинг месту или у гаражи која је спојена са ВЦС-ом. Одашиљач је постављен испод земље, а пријемник је постављен испод возила. Да бисте напунили возило, поравнајте предајник и пријемник и оставите га за пуњење. Време пуњења зависи од нивоа напајања наизменичном струјом, удаљености између предајника и пријемника и њихових величина јастучића.

Овај СВЦС је најбоље градити у областима у којима се ЕВ паркира на одређени временски интервал.

2. Динамички систем бежичног пуњења (ДВЦС):

Као што назив овде наводи, возило се пуни у покрету. Снага се преноси ваздухом са непокретног предајника на завојницу пријемника у возилу у покрету. Коришћењем ДВЦС ЕВ путни домет би могао да се побољша непрекидним пуњењем батерије током вожње на путевима и аутопутевима. Смањује потребу за великим складиштем енергије што додатно смањује тежину возила.

Врсте ЕВВЦС-а

На основу радних техника ЕВВЦС се могу класификовати у четири врсте

Капацитивни систем бежичног пуњења (ЦВЦС)
Систем бежичног пуњења са трајним магнетним зупчаницима (ПМВЦ)
Индуктивни систем бежичног пуњења (ИВЦ)
Резонантни индуктивни систем бежичног пуњења (РИВЦ)

1. Капацитивни систем бежичног пуњења (ЦВЦС)

Бежични пренос енергије између предајника и пријемника остварује се помоћу померања струје изазваног променом електричног поља. Уместо магнета или калема као предајника и пријемника, овде се користе кондензатори за спајање за бежични пренос снаге. Наизменични напон се прво испоручује у коло за корекцију фактора снаге како би се побољшала ефикасност и одржали нивои напона и смањили губици током преноса снаге. Затим се испоручује на Х мост за генерирање високофреквентног наизменичног напона и овај високофреквентни наизменични наноси се на преносну плочу која узрокује развој осцилирајућег електричног поља које узрокује померање струје на пријемној плочи помоћу електростатичке индукције.

Наизменични напон на страни пријемника претвара се у једносмерну струју за напајање батерије кроз БМС помоћу исправљача и филтарских кругова. Фреквенција, напон, величина спојних кондензатора и зрачни размак између предајника и пријемника утичу на количину пренесене снаге. Његова радна фреквенција је између 100 и 600 КХз.

2. Систем бежичног пуњења са трајним магнетом (ПМВЦ)

Овде се сваки предајник и пријемник састоји од намотаја арматуре и синхронизованих трајних магнета унутар намотаја. На бочној страни предајника рад је сличан раду мотора. Када применимо наизменичну струју на намотај предајника, он индукује механички обртни моменат на магнету одашиљача и узрокује његово окретање. Због промене магнетне интеракције на предајнику, ПМ поље узрокује обртни момент на пријемнику ПМ што резултира његовом ротацијом синхроно са магнетом предајника. Сада промена у сталном магнетном пољу пријемника доводи до стварања наизменичне струје у намотају, тј. Он делује као генератор као механички улаз снаге у пријемник ПМ претворен у електрични излаз на намотају пријемника. Спајање ротирајућих трајних магнета назива се магнетни зупчаник. Створена наизменична снага на страни пријемника напаја се у батерију након исправљања и филтрирања кроз претвараче напајања.

3. Индуктивни систем бежичног пуњења (ИВЦ)

Основни принцип ИВЦ је Фарадаиев закон индукције. Овде се бежични пренос снаге постиже међусобном индукцијом магнетног поља између завојнице предајника и пријемника. Када се главно напајање наизменичном струјом примени на завојницу предајника, оно ствара магнетно поље наизменичне струје које пролази кроз завојницу пријемника и то магнетно поље помера електроне у завојници пријемника и доводи до излазне снаге наизменичне струје. Овај АЦ напон је исправљен и филтриран да би напунио ЕВ систем за складиштење енергије. Количина пренесене снаге зависи од фреквенције, међусобне индуктивности и удаљености између завојнице предајника и пријемника. Радна фреквенција ИВЦ је између 19 и 50 КХз.

4. Резонантни индуктивни систем бежичног пуњења (РИВЦ)

У основи резонатори са високим фактором квалитета преносе енергију са много већом брзином, тако да радећи у резонанци, чак и са слабијим магнетним пољима, можемо пренијети исту количину снаге као у ИВЦ. Снага се може пренети на велике даљине без жица. Максималан пренос снаге у ваздуху се дешава када су намотаји предајника и пријемника подешени, тј. Треба да се подударају резонантне фреквенције обе завојнице. Дакле, да би се постигле добре резонантне фреквенције, додатне завојне мреже у серији и паралелне комбинације додају се у завојнице предајника и пријемника. Ова мрежа додатних компензација, заједно са побољшањем резонантне фреквенције, такође смањује додатне губитке. Радна фреквенција РИВЦ је између 10 и 150 КХз.

Бежично пуњење електричних возила

Бежично пуњење чини да се ЕВ пуни без потребе за укључивањем. Ако свака компанија направи своје стандарде за системе бежичног пуњења који неће бити компатибилни са другим системима, то неће бити добра ствар. Дакле, како би бежично ЕВ пуњење учинило кориснијим Многе међународне организације попут Међународне електротехничке комисије (ИЕЦ), Друштва аутомобилских инжењера

(САЕ), Ундервритерс Лабораториес (УЛ) Институт инжењера електротехнике и електронике (ИЕЕЕ) раде на стандардима.

САЕ Ј2954 дефинише ВПТ за лагане прикључне моторе и методологију поравнања. Према овом стандарду, ниво 1 нуди максималну улазну снагу од 3,7 Кв, ниво 2 нуди 7,7 кВ, ниво 3 нуди 11 кВ и ниво 4 нуди 22 кВ. А минимална циљна ефикасност мора бити већа од 85% када се поравна. Дозвољени размак од тла треба да буде до 10 инча, а бочно толеранција до 4 инча. Најпожељнија метода поравнања је магнетна триангулација која помаже да се остане у домету пуњења при ручном паркирању и помаже у проналажењу места за паркирање за аутономна возила.

Стандард САЕ Ј1772 дефинише ЕВ / ПХЕВ проводну спојницу за пуњење.
Стандард САЕ Ј2847 / 6 дефинише комуникацију између бежично напуњених возила и бежичних ЕВ пуњача.
Стандард САЕ Ј1773 дефинише ЕВ индуктивно повезано пуњење.
Стандард САЕ Ј2836 / 6 дефинише случајеве употребе за бежично пуњење за ПЕВ.
Предмет УЛ 2750 дефинише преглед истраге за ВЕВЦС.
ИЕЦ 61980-1 Цор.1 Ед.1.0 дефинише опште захтеве за ЕВ ВПТ системе.
ИЕЦ 62827-2 Ед.1.0 дефинише ВПТ-управљање: управљање вишеструким уређајима.
ИЕЦ 63028 Ед.1.0 дефинише спецификацију резонантног основног система ВПТ-Аир Фуел Аллианце.

Компаније које су тренутно развијене и раде на ВЦС-у

Група Еватран прави пуњење без пуњења за путничке ЕВ, попут Тесла Модел С, БМВ и3, Ниссан Леаф, Цхевролет Волт Ген 1.
ВиТрици Цорпоратион производи ВЦС за путничке аутомобиле и теренца до сада сарађује са Хонда Мотор Цо. Лтд, Ниссан, ГМ, Хиундаи, Фурукава Елецтриц.
Куалцомм Хало прави ВЦС за путнички, спортски и тркачки аутомобил, а набавила га је корпорација Витрицити.
Хево Повер прави ВЦС за путнички аутомобил
Бомбардиер Примове прави ВЦС за путничка возила до теренца.
Сиеменс и БМВ праве ВЦС за путнички аутомобил.
Моментум Динамиц прави комерцијални возни парк и аутобусе ВЦС Цорпоратион.
Цондуцтик-Вампфлер прави ВЦС за индустријску флоту и аутобусе.

Изазови са којима се суочава ВЕВЦС

Да би се на путеве поставиле статичке и динамичке станице за бежично пуњење, потребан је нови развој инфраструктуре јер тренутни аранжмани нису погодни за инсталације.
Потреба за одржавањем ЕМЦ, ЕМИ и фреквенција у складу са стандардима за бригу о здрављу и безбедности људи.