L'électronique de puissance de pointe gère le flux d'électricité sûr et efficace entre les composants du système. Crédit :Genevieve Martin/Laboratoire national d'Oak Ridge, Département américain de l'énergie
Des chercheurs du laboratoire national d'Oak Ridge du ministère de l'Énergie ont fait la démonstration d'un système de recharge sans fil de 120 kilowatts pour les véhicules, fournissant six fois la puissance de la technologie ORNL précédente et un grand pas en avant vers des temps de recharge qui rivalisent avec la vitesse et la commodité d'un remplissage de station-service. en haut.
Le système sans fil transfère 120 kilowatts de puissance avec une efficacité de 97 %, ce qui est comparable au conventionnel, chargeurs rapides filaires haute puissance. Dans la démonstration en laboratoire, la puissance a été transférée à travers un entrefer de six pouces entre deux bobines magnétiques et a chargé une batterie.
Les chercheurs de l'ORNL ont créé et démontré le premier système de charge sans fil de 20 kilowatts au monde, qui est en cours de modification pour des applications telles que les camions de livraison commerciaux. « Il était important de maintenir une empreinte identique ou inférieure à celle de la démonstration précédente pour encourager l'adoption commerciale, ", a déclaré le chef de projet Veda Galigekere du groupe d'électronique de puissance et de machines électriques de l'ORNL.
"Nous avons utilisé des analyses d'éléments finis et de circuits pour développer une nouvelle méthodologie de co-optimisation, résoudre les problèmes de conception de la bobine tout en s'assurant que le système ne chauffe pas ou ne pose aucun problème de sécurité, et que toute perte de puissance pendant le transfert est minime, " il a dit.
Pour atteindre 120 kilowatts, l'équipe ORNL a créé une nouvelle conception de bobine co-optimisée avec les derniers dispositifs électroniques de puissance en carbure de silicium pour un poids léger, système compact. L'architecture du système prélève l'énergie du réseau et la convertit en courant alternatif haute fréquence, qui génère un champ magnétique qui transfère la puissance à travers un grand entrefer. Une fois l'énergie transférée à la bobine secondaire, il est reconverti en courant continu et stocké dans les batteries d'un véhicule.
Les chercheurs de l'ORNL ont utilisé des simulations informatiques pour concevoir des bobines qui génèrent le champ magnétique requis pour le transfert d'énergie sans fil. Crédit :Genevieve Martin/Laboratoire national d'Oak Ridge, Département américain de l'énergie
La démonstration fait avancer l'objectif de charge extrêmement rapide du DOE de développer un système qui fournit 350 à 400 kilowatts et réduit le temps de charge des véhicules électriques à 15 minutes ou moins.
"Cette percée fait considérablement progresser la technologie nécessaire pour encourager une plus grande adoption des véhicules électriques en augmentant leur autonomie et la facilité de recharge, et à son tour soutient un système de mobilité économe en énergie pour le succès économique de la nation, " a déclaré Moe Khaleel, directeur associé du laboratoire des sciences de l'énergie et de l'environnement à l'ORNL.
Les chercheurs de l'ORNL exploreront des innovations pour augmenter le niveau de transfert de puissance à 200 et éventuellement à 350 kilowatts, tout en affinant la technologie de charge sans fil dynamique. Un système dynamique permet la recharge automatique des véhicules électriques à l'aide de bornes de recharge sans fil installées sous les chaussées. Des systèmes de charge plus puissants sont nécessaires pour minimiser le coût et la complexité de la charge dynamique. "L'objectif est la recharge dynamique à vitesse d'autoroute, ", a déclaré Galigekere.
