¿Cómo es posible la carga inalámbrica inductiva de un vehículo en movimiento en una vía pública de forma eficiente?

Question

Parece que uno de los principales problemas de la transferencia inalámbrica de energía es la eficiencia. Por ejemplo, el sistema de carga de alta potencia Magne Charge parece tener una eficiencia del 86 lo que significa que se pierde bastante energía al pasar varios kilovatios de potencia.

Sin embargo, parece Tecnología PRIMOVE de Bombardier es lo suficientemente eficiente para la alimentación y la carga en carretera un autobús en movimiento o incluso un tranvía en movimiento de forma inalámbrica: se instala una tonelada de cables bajo la carretera o la calzada y esos cables son controlados por unos ingeniosos componentes electrónicos de servicio para que se activen cuando un vehículo pasa sobre ellos y actúen como una bobina primaria de un sistema inalámbrico de transferencia de energía. El vehículo lleva la bobina secundaria.

Cada vez que me informo sobre la transferencia inalámbrica de energía parece que la distancia entre las bobinas es uno de los factores críticos. En el escenario anterior habrá un poco de espacio libre bajo el vehículo y también los cables se instalarán en la carretera y, por tanto, estará cubierta de asfalto u hormigón, por lo que la distancia no puede ser inferior a, digamos, 0,2 metros. Además, el vehículo está en movimiento, lo que significa que su bobina secundaria no estará perfectamente alineada con el cableado de la carretera.

¿Cómo es posible una transferencia de energía eficiente en una configuración de este tipo?

Answer 1

Si supieras la respuesta, podrías ganar mucho dinero vendiendo esta tecnología. Creo que siempre habrá una gran pérdida. Pero habrá ahorros en el lado del coche. La batería no necesita ser tan grande como normalmente ya que se puede cargar continuamente. Esto también es mejor para las baterías, mejor muchas cargas pequeñas que vaciarla completamente.

Answer 2

Por desgracia, no veo ningún número de eficiencia en el Bombardier Primove sitio web. El aumento de la distancia y el movimiento (como señalaba el póster original) reduciría la eficacia en comparación con el sistema Magne Charge. Sin embargo, las bobinas de las ilustraciones de Primove parecen tener una superficie mucho mayor que las de Magne Charge, lo que aumenta la eficacia. En mi opinión, los dos efectos se anulan mutuamente, con lo que se obtiene aproximadamente la misma eficacia que con el sistema Magne Charge. Dado que las personas que desarrollaron el sistema Magne Charge pensaron que era "suficientemente eficiente", quizás las personas correspondientes en este proyecto Primove también piensen que aproximadamente la misma eficiencia es "suficientemente eficiente".

(No he visto buenas referencias sobre la eficacia del sistema Magne Charge. Demasiada gente parece estar citando el artículo de Wikipedia, que tiene una gran bandera de "cita necesaria". En particular, me pregunto cuál es la pérdida global, así como las pérdidas en el armario de conversión de frecuencia y la pérdida en la transferencia de la pala al coche).

Imagino que si me dedicara a Primove, utilizaría la resonancia magnética para mejorar la eficacia. Algo así como Witricity utilizado para cargar un coche aparcado con un transmisor en la superficie del aparcamiento y el receptor fijado en la parte inferior del coche en 90% de eficacia . Eso es lo mismo 90% de eficacia que algunos citan para el sistema Magne Charge.

Los eCoupled también utilizan la resonancia magnética para obtener 98% de eficacia a 1,4 kilovatios, aunque no está claro cuál era la distancia entre bobinas en esa aplicación. La gente de eCoupled muestra una demostración que aparentemente carga un Tesla Roadster a 80% de eficacia a una distancia razonable, y parecen afirmar que podría alcanzarse una eficiencia del 90% con un sistema más integrado y un voltaje más alto.

Los sistemas de resonancia magnética parecen tolerar mejor los desajustes que otros sistemas inductivos.

Answer 3

Transformador giratorio

Los 4 neumáticos son las partes más cercanas a la superficie de la carretera. La zona de recogida de la transferencia puede estar cerca de 100% eficiente si el espacio dentro de los neumáticos puede ser involucrado.

Incrustar 2 cables largos en dirección a la carretera. Deben coincidir con la anchura de los vehículos. Coloque una bobina cortocircuitada de una vuelta en cada neumático. Monte las bobinas de recogida en cualquier lugar alrededor del neumático del vehículo manteniendo los ejes en paralelo a los ejes de las ruedas. Los núcleos magnéticos para la captación tendrán forma de C "mordiendo" la "bobina cortocircuitada" de la rueda.

El esquema es similar al del transformador rotativo. Se utilizaba en las grabadoras de vídeo. El rojo es el núcleo. El negro es el cobre. Puede haber más. Como incrustaciones magnéticas en forma de C alrededor del anillo de cobre. Incluso esquemas incrustados en la rueda, en lugar de un solo anillo, etc. El rojo es el material del núcleo. El negro es cobre. Nótese que NO hay contactos eléctricos, sólo huecos por todas partes.

Answer 4

Esta es mi primera respuesta (¡!), información tomada de un enlace en otro hilo proporcionado por AndyAKA (¿creo?) http://www.travisdeyle.com/publications/pdf/2008_icra_power_surface.pdf

En este artículo, los investigadores explican que la inducción inalámbrica es hasta un 50% más eficaz cuando las bobinas primaria y secundaria están configuradas para resonar entre sí. Sin embargo, el uso de una bobina secundaria móvil para obtener energía de una bobina primaria estática a frecuencias resonantes provoca fluctuaciones en el campo magnético creado por la bobina primaria. A medida que la bobina secundaria se mueve a través del campo de la primaria, las densidades de flujo del campo primario cambian (afectando a la frecuencia de la señal) en relación con el campo magnético (creado por la contrafase) de la bobina secundaria, lo que tiene un impacto negativo en la eficiencia de la transferencia de potencia.

En esta investigación se ha superado este problema introduciendo una bobina disonante terciaria como bobina de recolección. De este modo, el único propósito de la bobina primaria es resonar con la bobina transmisora secundaria (ahora estática) proporcionando el 50% de eficiencia añadido mencionado anteriormente. La bobina secundaria se construye bajo el perímetro de una superficie (la carretera) en forma de rectángulo, un segundo rectángulo de la mitad del tamaño (su esquina en el centro del rectángulo más grande, la esquina opuesta alineada) y un tercer rectángulo, de nuevo, la mitad del tamaño en la misma alineación (desplácese hacia abajo el enlace para una foto.)

La inducción inalámbrica a través de las bobinas terciarias, en este caso, es la única fuente de energía para los robots a los que están conectadas. Creo que esta idea podría aplicarse en los cruces de carreteras, en las autopistas y en las salidas de las autovías para proporcionar carga suficiente (a una conjunción condensador -> batería) para llegar al siguiente cruce, rampa de salida o punto de carga de la autopista. También creo que la energía para los sistemas no esenciales del vehículo (es decir, sistemas de entretenimiento y aire acondicionado) debe ser proporcionada por un circuito diferente (carga en casa) minimizando así el efecto que estos sistemas tienen sobre la autonomía del vehículo y maximizando su tiempo de funcionamiento.

En fin, sólo mis dos céntimos sudafricanos (sin valor alguno) en un hilo muy antiguo con un enlace a información aún más antigua.

Answer 5

Según mis investigaciones, el uso de la resonancia para enlazar el campo de transferencia es mucho menos exigente en cuanto a distancia o precisión. Poner infraestructura en las carreteras como sugiere Bombardier es una locura e insostenible.