Elektrikli araçlar için kablosuz şarj ray sistemi

Elektrikli araç (EV) teknolojilerindeki gelişmeler, elde edilen son çalışmalara göre şarj istasyonlarını arama ihtiyacını azaltan çözümler sunuyor. Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (UNIST) ne bağlı bir araştırma ekibi, hareket halindeki araçlara kablo ihtiyaç duyulmadan güç sağlanması mümkün kılan bir sistem geliştirdi. Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü’nden Profesör Franklin Bien’in yürütücü olduğu projede hareket halindeki araçlara sürekli güç sağlayan bir kablosuz şarj ray sistemi üzerine çalışıldı ve sonuçlar Applied Energy dergisinde yayımlandı.

Çeşitli şarj yöntemleri arasında kablosuz güç aktarımı (WPT) şarj metodolojisi, elektrikli araç şarj sistemine çeşitli özellikler katmaktadır. WPT yöntembilimi, bugüne kadar sürekli gelişim gösteren on yıldan daha eski bir teknolojidir. WPT, kablosuz iletim sistemine ve ortam koşullarına göre sınıflandırılabilir.

Bu öncü WPT sistemi çekirdeksiz bir transformatördür, kablosuz EV şarjında ​​hava çekirdek görevi görür, zayıf geçirgenliği nedeniyle yüksek çalışma frekansı, rezonans koşulu ve kompanzasyon kullanmak gerekir.

Bu sistem tellerden oluşan bir ağ yardımıyla kapsamlı ve güçlü bir manyetik alan oluşturarak araçların ileri ve geri rahatlıkla manevra yapmasına kolaylaştırıyor, bu da pahalı ferromanyetik malzemelere ihtiyaç duyulmaması demektir.

Bir elektromanyetik jeneratörden geçen elektrik akımı, birkaç tel boyunca genişleyen bir manyetik alan üreterek verimli güç aktarımı el edilmesini sağlıyor.

Ayrıca ekip, güç sağlayıcı yollarının ve güç alıcılarının tasarımını optimize eden algoritmalar geliştirdi ve bu sayede elektrikli araçlar için güç aktarma verimliliği %90‘a kadar çıkarıldı. Var olan teknolojiler genellikle yüksek verimliliği elde etmek için ferromanyetik malzemelerin kullanımına odaklanırken, bu yaklaşımlar finansal olarak yüksek ve yetersiz dayanıklılık gibi pratik zorluklarla karşı karşıya kalabilmekte.

Bu kablosuz güç sağlama teknolojisinin pratikte uygulanabilirliğini sağlamak için araştırma ekibi, Uluslararası Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (IEEE) ve Uluslararası İyonlaştırıcı Olmayan Radyasyon Koruma Komisyonu (ICNIRP) tarafından belirlenen standartlara uyum da dahil olmak üzere kapsamlı güvenlik doğrulamaları gerçekleştirdi.

Profesör Bien, “Ulaşım, elektrikli araçlar da dahil olmak üzere, sadece paralel değil dikey olarak da esnek hareket edebilmelidir; ancak mevcut dinamik kablosuz şarj teknolojileri bunu henüz başarabilmiş değildir.” dedi.

İlk yazar HyunKyeong Jo ise, “Bu sistemi elektrikli araçlarda uygulanırsa, uzatılmış şarj süreleri ve kısa sürüş menzilleri gibi zorlukların üstesinden gelebilir. Ek olarak, batarya boyutunu küçülterek, lityum gibi kaynakların çıkarılmasından kaynaklanan hava kirliliğini azaltabilir ve doğal kaynakların sürdürülebilir kullanımını teşvik edebiliriz.” diye ekledi.

Kaynaklar

1. Venkatesan, R., Savio, A. D., Balaji, C., Narayanamoorthi, R., Kotb, H., ELrashidi, A., & Nureldeen, W. (2024). A Comprehensive Review on Efficiency Enhancement of Wireless Charging System for an Electric Vehicles Application. IEEE Access.
2. https://techxplore.com/news/2024-09-wireless-track-ev-transit.html
3. Jo, H., Seo, S., Kim, J., & Bien, F. (2024). A coreless track-type seamless wireless charging system using co-planar wires enabling quasi-free planar movements for mobile logistics robots. Applied Energy, 375, 123943.