Tokijo metropoliteno universiteto mokslininkai sukūrė besisukantį laboratorinį įrenginį, imituojantį belaidį elektromobilių įkrovimą.
Universiteto komandos teigimu, šis įrenginys leido atkurti transporto priemonės judėjimą beveik 25 mylių per valandą (apie 40 km/val.) greičiu ir tuo pat metu perduoti 3 kW galią imtuvo blokui.
Elektromobiliai laikomi ateities transportu: jie suteikia ekologiškesnę alternatyvą kasdienėms kelionėms ir vadinamajai „paskutinei atkarpai“. Valstybėms pereinant nuo iškastinį kurą naudojančių transporto priemonių prie nulinės išmetamųjų dujų emisijos elektromobilių, siekiama reikšmingai sumažinti metinį šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekį.
Vis dėlto, nepaisant augančio elektromobilių populiarumo, jų plėtrą tebėra linkę stabdyti keli esminiai iššūkiai. Brangiausia elektromobilio dalis yra baterijų blokas, o siekdami sumažinti vadinamąją „nuotolio baimę“, gamintojai dažnai priversti montuoti didesnės talpos akumuliatorių paketus. Tai dar labiau padidina galutinę transporto priemonės kainą.
Belaidis įkrovimas – galimybė mažinti baterijų dydį
Automobilių gamintojai galėtų mažinti baterijų talpą, jei elektromobiliai būtų įkraunami belaidžiu būdu. Tokiu atveju energijos atsargos būtų papildomos ne tik stovint įkrovimo aikštelėje, bet ir transporto priemonei judant.
Ši technologija vadinama dinamine belaidžio energijos perdavimo sistema (DWPT, angl. Dynamic Wireless Power Transfer). Ji galėtų būti diegiama greitkeliuose, kad automobiliai būtų įkraunami važiuojant. Tačiau tokios sistemos bandymai yra brangūs, nes keliuose reikia įrengti įkrovimo siųstuvų rites.
Dažnai tyrimų laboratorijos neturi finansinių galimybių įrengti tokio tipo bandomųjų trasų. Dėl šios priežasties Tokijo metropoliteno universiteto docentas Riosukė Ota (Ryosuke Ota) suprojektavo kompaktišką laboratorinį įrenginį, galintį ant darbo stalo atkurti realias įkrovimo kelyje sąlygas.
Kaip veikia laboratorinis įrenginys?
Stalinio tipo įrenginys sukurtas taip, kad atkurtų elektromobilio imtuvo judėjimą virš kelyje įrengtų siųstuvo ričių. Imtuvo blokas sumontuotas ant subalansuotos svirties, kurios judėjimą itin 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 sprendimas tiksliai atkuria realias bandymų sąlygas.
Prototipe taip pat buvo įvertintos mechaninės apkrovos, atsirandančios įrenginiui sukantis dideliu greičiu. Kadangi judėjimas imitavo važiavimą maždaug 25 mylių per valandą (apie 40 km/val.) greičiu, tyrėjams buvo svarbu įsitikinti, jog susidarančios jėgos nekenkia įrenginio tvirtumui ir nemažina matavimų tikslumo.
Efektyvus energijos perdavimas ir išlygiavimo paklaidos
Tyrėjai pademonstravo, kad laboratorinis įrenginys leidžia perduoti 3 kW galią tarp siųstuvo ir imtuvo ričių. Ne mažiau svarbu tai, kad jis suteikė galimybę detaliai tirti, kaip energijos perdavimą veikia ričių išsilygiavimo paklaidos, kurios realiomis kelio sąlygomis pasitaiko gana dažnai.
Sujungimo (angl. coupling) efektyvumas yra kritinis rodiklis, lemiantis, kiek galios galima perduoti tokioje sistemoje. Nors anksčiau šis aspektas jau buvo tirtas, tyrimų šioje srityje vis dar stinga. Kompaktiškas laboratorinis įrenginys leidžia gerokai lengviau ir pigiau analizuoti skirtingus ričių išdėstymo variantus sąlygomis, artimomis realioms.
Toks įrenginys atveria naujų galimybių dinaminio belaidžio energijos perdavimo (DWPT) tyrimams ir leidžia mažesnėms mokslinių tyrimų laboratorijoms įsitraukti į belaidžio elektromobilių įkrovimo technologijų plėtrą, taip spartinant visos srities pažangą.
