Sistema ng pagsingil ng wireless electric sasakyan (wevcs)

Ngayon isang araw na mundo ay lumilipat patungo sa nakoryente na kadaliang kumilos upang mabawasan ang mga pollantant emissions na dulot ng hindi nababagong fossil fueled na mga sasakyan at upang magbigay ng kahalili sa magastos na gasolina para sa transportasyon. Ngunit para sa mga de-koryenteng sasakyan, ang saklaw ng paglalakbay at proseso ng pagsingil ay ang dalawang pangunahing isyu na nakakaapekto sa pag-aampon nito sa mga maginoo na sasakyan.

Sa pagpapakilala ng teknolohiya ng pagsingil ng Wire, hindi na naghihintay sa mga istasyon ng pagsingil nang maraming oras, ngayon sisingilin ang iyong sasakyan sa pamamagitan lamang ng pag-park nito sa lugar ng paradahan o sa pamamagitan ng pag-park sa iyong garahe o kahit habang nagmamaneho maaari kang singilin ang iyong de-koryenteng sasakyan. Tulad ng ngayon, pamilyar na pamilyar tayo sa wireless na paghahatid ng data, audio at mga signal ng video kaya bakit hindi namin mailipat ang lakas sa hangin.

Salamat sa mahusay na siyentista na si Nikola Tesla para sa kanyang walang limitasyong kamangha-manghang mga imbensyon kung saan ang wireless power transfer ay isa sa mga ito. Sinimulan niya ang kanyang eksperimento sa wireless power transmission noong 1891 at binuo ang Tesla coil. Noong 1901 na may pangunahing layunin na bumuo ng isang bagong wireless power transmission system Tesla nagsimulang pagbuo ng Wardenclyffe Tower para sa malaking mataas na boltahe na wireless na istasyon ng paghahatid ng enerhiya. Ang saddest bahagi ay upang bigyang-kasiyahan Tesla ni utang, ang tower ay dynamited at buwag para sa scrap noong Hulyo 4 ^th 1917

Ang pangunahing prinsipyo ng wireless singilin ay pareho sa prinsipyo ng nagtatrabaho ng transpormer. Sa wireless singilin mayroong mga transmiter at tatanggap, ang 220V 50Hz AC supply ay na-convert sa High frequency alternating current at ang mataas na dalas na AC na ito ay ibinibigay sa transmitter coil, pagkatapos ay lumilikha ito ng alternating magnetic field na pinuputol ang coil ng receiver at sanhi ng paggawa ng AC power output sa coil ng tatanggap. Ngunit ang mahalagang bagay para sa mahusay na pagsingil ng wireless ay upang mapanatili ang dalas ng resonance sa pagitan ng transmitter at receiver. Upang mapanatili ang mga resonant frequency, ang mga network ng kompensasyon ay idinagdag sa magkabilang panig. Pagkatapos ay sa wakas, ang AC power na ito sa gilid ng receiver ay naayos sa DC at pinakain sa baterya sa pamamagitan ng Battery Management System (BMS).

Static at Dynamic Wireless Charging

Batay sa application, ang mga wireless charge system para sa EV ay maaaring makilala sa dalawang kategorya,

Static Wireless Charging
Dynamic na Wireless na Pagsingil

1. Static Wireless Charging

Tulad ng ipinahiwatig ng pangalan, ang sasakyan ay nasisingil kapag nananatili itong static. Kaya dito maaari naming simpleng iparada ang EV sa lugar ng paradahan o sa garahe na isinasama sa WCS. Ang transmiter ay nilagyan sa ilalim ng lupa at ang tatanggap ay nakaayos sa ilalim ng sasakyan. Upang singilin ang sasakyan ihanay ang transmiter at tatanggap at iwanan ito para sa singilin. Ang oras ng pagsingil ay nakasalalay sa antas ng supply ng kuryente ng AC, distansya sa pagitan ng transmiter at tatanggap at ng kanilang mga laki ng pad.

Ang SWCS na ito ay pinakamahusay na magtayo sa mga lugar kung saan naka-park ang EV para sa isang tiyak na agwat ng oras.

2. Dynamic Wireless Charging System (DWCS):

Tulad ng ipinapahiwatig ng pangalan dito ang sasakyan ay nasisingil habang gumagalaw. Ang kuryente ay naglilipat ng hangin mula sa isang hindi gumagalaw na transmiter patungo sa receiver coil sa isang gumagalaw na sasakyan. Sa pamamagitan ng paggamit ng saklaw ng paglalakbay ng DWCS EV ay maaaring mapabuti sa tuluy-tuloy na pagsingil ng baterya nito habang nagmamaneho sa mga daanan at daanan. Binabawasan nito ang pangangailangan para sa malaking pag-iimbak ng enerhiya na lalong nagbabawas ng bigat ng sasakyan.

Mga uri ng EVWCS

Batay sa mga diskarte sa pagpapatakbo Ang EVWCS ay maaaring maiuri sa apat na uri

Capacitive Wireless Charging System (CWCS)
Permanenteng Magnetic Gear Wireless Charging System (PMWC)
Inductive Wireless Charging System (IWC)
Resonant Inductive Wireless Charging System (RIWC)

1. Capacitive Wireless Charging System (CWCS)

Ang wireless transfer ng enerhiya sa pagitan ng transmitter at receiver ay nagagawa sa pamamagitan ng kasalukuyang pag-aalis na sanhi ng pagkakaiba-iba ng electric field. Sa halip na mga magnet o coil bilang transmiter at tatanggap, ang mga capacitor ng pagkabit ay ginagamit dito para sa wireless na paghahatid ng lakas. Ang boltahe ng AC ay unang ibinigay sa circuit ng pagwawasto ng kadahilanan ng kuryente upang mapabuti ang kahusayan at mapanatili ang mga antas ng boltahe at mabawasan ang pagkalugi habang nagpapadala ng lakas. Pagkatapos ay ibinibigay ito sa isang H-tulay para sa pagbuo ng High-frequency AC voltage at ang mataas na dalas ng AC na ito ay inilalapat sa paghahatid ng plato na sanhi ng pag-unlad ng oscillating electric field na nagsasanhi ng kasalukuyang pag-aalis sa plate ng receiver sa pamamagitan ng electro static induction.

Ang AC Boltahe sa panig ng tatanggap ay na-convert sa DC upang pakainin ang baterya sa pamamagitan ng BMS sa pamamagitan ng mga circuit ng pagwawasto at pag-filter. Ang dalas, boltahe, laki ng mga capacitor ng pagkabit at air-gap sa pagitan ng transmitter at receiver ay nakakaapekto sa dami ng nailipat na kuryente. Ang dalas ng pagpapatakbo nito ay nasa pagitan ng 100 hanggang 600 KHz.

2. Permanenteng Magnet Gear Wireless Charging System (PMWC)

Narito ang transmitter at receiver bawat isa ay binubuo ng armature winding at na-synchronize na permanenteng magnet sa loob ng paikot-ikot. Sa operasyon ng panig ng transmiter ay katulad ng operasyon ng motor. Kapag inilapat namin ang kasalukuyang AC sa transmitter paikot-ikot na ito induces mekanikal na metalikang kuwintas sa transmiter magnet ay sanhi ng pag-ikot nito. Dahil sa pagbabago ng magnetikong pakikipag-ugnay sa transmiter, ang patlang ng PM ay nagdudulot ng metalikang kuwintas sa PM ng tatanggap na nagreresulta sa pag-ikot nito kasabay sa transmiter magnet. Ngayon ang pagbabago sa permanenteng magnetikong larangan ng tagapagdulot na sanhi ng kasalukuyang produksyon ng AC sa paikot-ikot na ibig sabihin, ang tagatanggap ay kumikilos bilang generator bilang mekanikal na pag-input ng kuryente sa receiver ng PM na na-convert sa de-koryenteng output sa paikot-ikot na receiver. Ang pagkabit ng umiikot na mga permanenteng magnet ay tinutukoy bilang magnetic gear. Ang nabuong lakas ng AC sa panig ng tatanggap ay pinakain sa baterya pagkatapos ng pagwawasto at pag-filter sa pamamagitan ng mga converter ng kuryente.

3. Inductive Wireless Charging System (IWC)

Ang pangunahing prinsipyo ng IWC ay ang batas ng induction ni Faraday. Narito ang wireless na paghahatid ng lakas ay nakakamit sa pamamagitan ng magkasamang induction ng magnetic field sa pagitan ng transmitter at receiver coil. Kapag ang pangunahing supply ng AC na inilapat sa coil ng transmiter, lumilikha ito ng AC magnetic field na dumadaan sa coil ng tatanggap at ang magnetic field na ito ay gumagalaw ng mga electron sa receiver coil na sanhi ng output ng AC power. Ang output na ito ng AC ay naitama at na-filter upang i-charge ang sistema ng pag-iimbak ng enerhiya ng EV. Ang halaga ng paglipat ng kuryente ay nakasalalay sa dalas, kapwa inductance at distansya sa pagitan ng transmitter at receiver coil. Ang dalas ng pagpapatakbo ng IWC ay nasa pagitan ng 19 hanggang 50 KHz.

4. Resonant Inductive Wireless Charging System (RIWC)

Karaniwan ang mga resonator na may mataas na Kalidad na kadahilanan ay nagpapadala ng enerhiya sa mas mataas na rate, kaya sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng resonance, kahit na may mga mahina na patlang na magnet ay maaari nating mailipat ang parehong dami ng lakas tulad ng sa IWC. Ang kapangyarihan ay maaaring ilipat sa mahabang distansya nang walang mga wire. Ang maximum na paglipat ng kuryente sa hangin ay nangyayari kapag ang transmitter at mga coil ng receiver ay naayos na ie, ang parehong mga coil resonant frequency ay dapat na maitugma. Kaya upang makakuha ng mahusay na mga frequency ng resonant, ang mga karagdagang network ng kabayaran sa serye at mga parallel na kumbinasyon ay idinagdag sa mga transmiter at receiver coil. Ang karagdagang mga network ng kabayaran na ito kasama ang pagpapabuti ng dalas ng resonant ay binabawasan din ang mga karagdagang pagkalugi. Ang dalas ng pagpapatakbo ng RIWC ay nasa pagitan ng 10 hanggang 150 KHz.

Nagcha-charge ang Wireless Electric Vehicle

Ang wireless na pagsingil ay ginagawang singilin ang EV nang walang anumang pangangailangan na mag-plug in. Kung ang bawat kumpanya ay gumagawa ng sarili nitong mga pamantayan para sa mga wireless charge system na hindi tugma sa iba pang mga system kung gayon hindi ito magiging magandang bagay. Kaya't upang gawing wireless EV singilin ang higit na madaling gamitin ng maraming mga gumagamit Maraming mga internasyonal na organisasyon tulad ng International Electro Technical Commission (IEC), ang Kapisanan ng Mga Engineer na Engine

(SAE), Underwriters Laboratories (UL) Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ay nagtatrabaho sa mga pamantayan.

Tinutukoy ng SAE J2954 ang WPT para sa Light-Duty Plug-In EVs at Alignment Metodolohiya. Ayon sa pamantayang ito, nag-aalok ang antas ng 1 ng maximum na lakas ng pag-input na 3.7 Kw, nag-aalok ang level2 ng 7.7Kw, inaalok ng level 3 na 11Kw at inaalok ng level4 na 22Kw. At ang minimum na kahusayan sa target ay dapat na higit sa 85% kapag nakahanay. Pinapayagan ang clearance sa lupa ay dapat na hanggang sa 10 pulgada at ang panig sa pagpapaubaya ay hanggang 4 na pulgada. Ang pinaka-ginustong pamamaraan ng pagkakahanay ay ang magnetic triangulation na tumutulong na manatili sa loob ng saklaw ng pagsingil sa manu-manong paradahan at tumutulong na maghanap ng mga parking spot para sa mga autonomous na sasakyan.

Tinutukoy ng pamantayan ng SAE J1772 ang EV / PHEV Conductive Charge Coupler.
Tinutukoy ng pamantayan ng SAE J2847 / 6 ang Komunikasyon sa Pagitan ng Mga Wireless Charged Vehicle at Wireless EV Charger.
Tinutukoy ng pamantayan ng SAE J1773 ang EV Inductively Coupled Charging.
Ang SAE J2836 / 6 na pamantayang tumutukoy sa Mga Paggamit ng Mga Kaso para sa Wireless na Pagsingil ng Komunikasyon para sa PEV.
Tinukoy ng paksa ng 2750 ang Balangkas ng Imbestigasyon, para sa WEVCS.
Tinutukoy ng IEC 61980-1 Cor.1 Ed.1.0 ang Mga Pangkalahatang Kinakailangan sa EV WPT Systems.
Tinutukoy ng IEC 62827-2 Ed.1.0 ang Pamamahala sa WPT: Maramihang Pamamahala sa Pagkontrol sa Device.
Ang IEC 63028 Ed.1.0 ay tumutukoy sa WPT-Air Fuel Alliance Resonant Baseline System Specification.

Mga Kumpanya na Kasalukuyang Binuo at Nagtatrabaho sa WCS

Gumagawa ang pangkat ng Evatran ng Plugless Charging para sa mga pampasaherong EV tulad ng Tesla Model S, BMW i3, Nissan Leaf, Gen 1 Chevrolet Volt.
Ang WiTricy Corporation ay gumagawa ng WCS para sa mga pampasaherong kotse at SUV hanggang ngayon ay gumagana ito sa Honda Motor Co. Ltd, Nissan, GM, Hyundai, Furukawa Electric.
Ang Qualcomm Halo ay gumagawa ng WCS para sa Pasahero, isport at lahi ng kotse at nakuha ito ng korporasyong Witricity.
Ang Hevo Power ay gumagawa ng WCS para sa Passenger car
Ang Bombardier Primove ay gumagawa ng WCS para sa pampasaherong kotse sa mga SUV.
Ang Siemens at BMW ay gumagawa ng WCS para sa Passenger car.
Ang Momentum Dynamic ay gumagawa ng WCS Corporation Commercial fleet at Bus.
Ang Conductix-Wampfler ay gumagawa ng WCS para sa fleet ng industriya at Bus.

Mga Hamon na Nahaharap ng WEVCS

Upang mag-install ng static at pabagu-bagong mga wireless na istasyon ng singilin sa mga kalsada, kinakailangan ng bagong pag-unlad ng imprastraktura dahil ang kasalukuyang pag-aayos ay hindi angkop para sa mga pag-install.
Kailangang mapanatili ang EMC, EMI at mga frequency alinsunod sa mga pamantayan para sa pag-aalala sa Kalusugan at kaligtasan ng tao.