Теперь ученые Стэнфордского университета преодолели главное препятствие к такому будущему, с помощью беспроводных технологий передав электричество к соседнему движущемуся объекту. Их результаты изданы в выпуске 15 июня Природы.«В дополнение к продвижению беспроводной зарядки транспортных средств и личных устройств как сотовые телефоны, наша новая технология может отвязать робототехнику в производстве, которые также являются в движении», сказал Шэнхуи Фэн, преподаватель электротехники и ведущий автор исследования. «Мы все еще должны значительно увеличить сумму электричества, передаваемого, чтобы зарядить электромобили, но мы, возможно, не должны выдвигать расстояние еще много».
Группа основывалась на существующей технологии, разработанной в 2007 в MIT для передачи электричества с помощью беспроводных технологий по расстоянию нескольких ног к постоянному объекту. В новой работе команда передала электричество с помощью беспроводных технологий к движущейся светодиодной лампочке. Та демонстрация только включила обвинение с 1 милливаттом, тогда как электромобили часто требуют, чтобы десятки киловатт работали.
Команда теперь продолжает работать, значительно увеличивая сумму электричества, которое может быть передано, и щипание системы, чтобы расширить расстояние передачи и повысить эффективность.Тренировочная площадкаБеспроводная зарядка обратилась бы к главному недостатку электромобилей программного расширения – их ограниченная тренировочная площадка. Tesla Motors ожидает, что ее предстоящая Модель 3 пойдет больше чем 200 миль по единственному обвинению и Болту Охоты, который уже находится на рынке, имеет рекламируемый диапазон 238 миль.
Но батареи электромобиля обычно занимают несколько часов, чтобы полностью перезарядить. Обвинение как Вы система приводов преодолело бы эти ограничения.«В теории можно было ездить для неограниченного количества времени, не имея необходимость останавливаться, чтобы перезарядить», объяснил Фэн. «Надежда состоит в том, что Вы будете в состоянии зарядить свой электромобиль, в то время как Вы едете по шоссе. Катушка в основании транспортного средства могла получить электричество от серии катушек, связанных с электрическим током, включенным в дорогу».
Некоторые эксперты по транспортировке предполагают автоматизированную систему шоссе, где электромобили без водителя с помощью беспроводных технологий заряжены солнечной энергией или другими возобновляемыми источниками энергии. Цель состояла бы в том, чтобы уменьшить несчастные случаи и существенно улучшить поток движения, понижая выбросы парниковых газов.Беспроводная технология могла также помочь навигации GPS автомобилей без водителя. GPS точен приблизительно до 35 футов.
Для безопасности автономные автомобили должны быть в центре переулка, где катушки передатчика были бы включены, обеспечив очень точное расположение для спутников GPS.Магнитный резонансСредняя беспроводная передача власти, как развито в Стэнфорде и другие исследовательские университеты, основана на сцеплении магнитного резонанса. Так же, как крупнейшие электростанции производят переменные токи, вращая катушки провода между магнитами, электричество, перемещающееся через провода, создает колеблющееся магнитное поле.
Эта область также заставляет электроны в соседней катушке проводов колебаться, таким образом передавая власть с помощью беспроводных технологий. Эффективность передачи далее увеличена, если обе катушки настроены на ту же самую частоту магнитного резонанса и помещены в правильный угол.Однако непрерывный поток электричества может только сохраняться, если некоторые аспекты схем, таких как частота, вручную настроены, когда объект перемещается.
Так, или энергетическая передающая катушка и катушка приемника должны остаться почти постоянными, или устройство должен быть настроен автоматически и непрерывно – значительно сложный процесс.Чтобы обратиться к проблеме, Стэнфордская команда устранила радиочастотный источник в передатчике и заменила его коммерчески доступным усилителем напряжения и резистором обратной связи. Эта система автоматически выясняет правильную частоту для различных расстояний без потребности в человеческом вмешательстве.«Добавление усилителя позволяет власти быть очень эффективно переданной через большую часть трехфутового диапазона и несмотря на изменяющуюся ориентацию катушки получения», сказал аспирант Сид Ассавооррэрит, ведущий автор исследования. «Это избавляет от необходимости автоматическую и непрерывную настройку любого аспекта схем».
Assawaworrarit проверил подход, поместив светодиодную лампочку на катушку получения. В обычной установке без активной настройки светодиодная яркость уменьшилась бы с расстоянием. В новой установке яркость осталась постоянной как приемник, отодвинутый от источника расстоянием приблизительно трех футов. Команда поклонника недавно подала заявку на патент для последнего прогресса.
Группа использовала стандартный, усилитель общего назначения с относительно низкой эффективностью приблизительно 10 процентов. Они говорят, что изготовленные на заказ усилители могут повысить ту эффективность больше чем к 90 процентам.
«Мы можем заново обдумать, как поставить электричество не только к нашим автомобилям, но и к устройствам меньшего размера на или в наших телах», сказал Фэн. «Для чего-либо, что могло извлечь выгоду из динамической, беспроводной зарядки, это потенциально очень важно».Посмотрите ролик: https://youtu.be/7nkOgiTxfEsИсследование было также создано в соавторстве Стэнфордским научным сотрудником Ксиэофэнгом Ю.