Tokijo metropoliteno universiteto mokslininkai sukūrė besisukantį laboratorinį įrenginį, kuris imituoja belaidį elektromobilių (EV) įkrovimą.
Šis įrenginys leido atkurti transporto priemonės judėjimą beveik 25 mylių per valandą (40 km/val.) greičiu ir tuo pat metu perduoti 3 kilovatų galią imtuvo blokui, teigia universiteto komanda.
Elektromobiliai laikomi ateities transportu: jie suteikia ekologišką pasirinkimą kasdieniams maršrutams ir paskutinei kelionės atkarpai. Pereidamos nuo iškastinį kurą naudojančių transporto priemonių prie nulinės išmetamųjų dujų emisijos elektromobilių, valstybės siekia reikšmingai sumažinti metinius šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimus.
Vis dėlto, nepaisant augančio elektromobilių populiarumo, jų plėtrą vis dar stabdo tam tikri iššūkiai. Brangiausia elektromobilio dalis yra baterijų blokas, o siekiant sumažinti vadinamąją „nuotolio baimę“, gamintojai priversti montuoti dar galingesnius akumuliatorių paketus. Tai dar labiau išaugina galutinę transporto priemonės kainą.
Belaidis įkrovimas – galimybė mažinti baterijų dydį
Automobilių gamintojai galėtų mažinti baterijų talpą, jei elektromobiliai būtų įkraunami belaidžiu būdu. Tokiu atveju energija būtų pildoma baterijose ne tik stovint įkrovimo aikštelėje, bet ir transporto priemonei judant.
Ši technologija, vadinama dinamine belaidžio energijos perdavimo sistema (DWPT, angl. Dynamic Wireless Power Transfer), gali būti diegiama greitkeliuose, kad automobiliai būtų įkraunami važiuojant. Tačiau tokios sistemos bandymai yra brangūs, nes kelyje reikia įrengti įkrovimo siųstuvų rites.
Tyrimų laboratorijos dažniausiai neturi finansinių galimybių įrengti tokio tipo bandomųjų trasų. Dėl to „Tokyo Metropolitan University“ docentas Riosukė Ota (Ryosuke Ota) suprojektavo kompaktišką laboratorinį įrenginį, galintį atkurti realias kelio įkrovimo sąlygas ant darbo stalo.
Kaip veikia laboratorinis įrenginys?
Šis stalinio tipo įrenginys sukurtas taip, kad atkurtų elektromobilio imtuvo judėjimą virš kelyje įrengtų siųstuvų ričių. Imtuvo blokas yra sumontuotas ant subalansuotos svirties, kurios judėjimą labai tiksliai valdo servovariklis.
Po svirtimi tyrėjai įrengė pupelės formos siųstuvo ritę ir atkūrė elektromagnetinę aplinką, kuri susidarytų tokią ritę integravus į automagistralės dangą.
Palyginę elektromagnetinio lauko matavimus bandomojoje trasoje ir laboratoriniame įrenginyje, mokslininkai patvirtino, kad naujasis įrenginys tiksliai atkuria realias bandymų sąlygas.
Prototipe taip pat buvo vertinamos mechaninės apkrovos sukant įrenginį dideliu greičiu. Kadangi judėjimas imitavo elektromobilio važiavimą 25 mylių per valandą (40 km/val.) greičiu, tyrėjams buvo svarbu išsiaiškinti, ar susidarančios jėgos nedaro žalos įrenginio tvirtumui ir nekliudo matavimo tikslumui.
Efektyvus energijos perdavimas ir išlygiavimo klaidos
Tyrėjai pademonstravo, kad jų laboratorinis įrenginys leidžia perduoti 3 kW galią tarp siųstuvo ir imtuvo ričių. Dar svarbiau tai, kad jie galėjo detaliai tirti, kaip energijos perdavimą veikia ričių išsilygiavimo paklaidos, kurios realiame kelyje pasitaiko gana dažnai.
Sujungimo (angl. coupling) efektyvumas yra kritinis rodiklis, lemiantis, kiek galios galima perduoti tokioje sistemoje. Nors anksčiau bandyta jį tirti, šios srities tyrimų vis dar nedaug. Kompaktiškas laboratorinis įrenginys leidžia daug lengviau ir pigiau analizuoti skirtingus ričių išsidėstymo variantus artimesnėmis realioms sąlygomis.
Tokio tipo įrenginys atveria naujas galimybes dinaminio belaidžio energijos perdavimo (DWPT) tyrimams ir leidžia mažesnėms mokslinių tyrimų laboratorijoms įsitraukti į belaidžio elektromobilių įkrovimo technologijų plėtrą, spartinant visos srities pažangą.
