«Мы хотели бы позволить электромобилям зарядить на движении», сказал Куррам Африди, доцент в Отделе Валуна МЕДИ Электрических, Компьютера и энергетической Разработки.За прошлые два года Afridi и его коллеги развивали доказательство понятия для беспроводной передачи власти, которая передает электроэнергию через электрические поля в очень высоких частотах. Способность послать большие суммы энергии через большее физическое расстояние до платформ в движении от зарядных пластин низкой стоимости могла однажды позволить технологии расширяться вне маленькой бытовой электроники как сотовые телефоны и начинать приводить большие вещи в действие как автомобили.
В настоящее время большинство электромобилей может следовать между 100 и 250 милями на единственном обвинении, в зависимости от того, чтобы делать и модели. Но заряжающие станции все еще немногочисленны в большой части страны, требуя, чтобы водители были стратегическими в их путешествии.
Та проблема могла уйти с этой технологией, сказал Африди.«На шоссе Вам можно было посвятить одну полосу зарядке», сказал Африди, добавив, что транспортное средство могло просто следовать в том переулке, когда это нуждалось в энергетическом повышении и могло нести бортовую батарею меньшего размера, в результате уменьшающую общую стоимость транспортного средства.
Сегодня, некоторые маленькие потребительские устройства показывают беспроводную передачу власти, которая позволяет объекту потянуть энергию, лежа на особенно разработанной подушке, которая включена в выход.Репликация этой способности к автомобилю в движении намного более трудная, требуя, чтобы значительно больше власти было послано через большее физическое расстояние от шоссе до транспортного средства. Автомобиль, следующий на скоростях шоссе, не задержался бы ни на какой единственной зарядной подушке для больше, чем доля секунды, таким образом, подушки должны будут быть помещены каждые несколько метров, чтобы обеспечить непрерывное обвинение. Чтобы решить проблему в движении, Afridi должен был думать по-другому о методологии.
Зарядка смартфона только требует пяти ватт мощности. Ноутбуку, возможно, понадобились бы 100 ватт. Но электромобиль в движении требует десятков киловатт власти, два порядка величины выше.Большинство беспроводных технологических исследований власти до настоящего времени сосредоточилось на передаче энергии через магнитные поля – так называемый индуктивный подход.
Магнитные поля, на уровнях силы, подходящих для существенной энергетической передачи, легче произвести, чем эквивалентные электрические поля. Однако магнитные поля едут в образце перекручивания, требуя, чтобы использование хрупкого и ferrites с потерями сохраняло области и энергию направленными – приводящий к дорогой системе. Электрические области, в отличие от этого, естественно едут в относительно прямых линиях.
Африди хотел использовать в своих интересах более направленную природу электрических полей для его инноваций и существенно уменьшить стоимость системы.Проблема использования электрических полей для беспроводной передачи власти – емкостный подход – состоит в том, что большой воздушный зазор между шоссе и электромобилем приводит к очень маленькой емкости, через которую должна быть передана энергия.«Все сказали, что не возможно передать так много энергии через такую маленькую емкость», сказал Африди. «Но мы думали: Что, если мы увеличиваем частоту электрических полей?»
В его лаборатории Afridi и его студенты настраивают металлические пластины, параллельные друг другу, отделенному на 12 сантиметров. Эти два подопочных щитка представляют передающие пластины в шоссе, в то время как две главных пластины представляют пластины получения в транспортном средстве. Когда Afridi щелкает выключателем, энергия передана от подопочных щитков.
Немедленно, лампочка выше главных пластин освещает – механическая передача без необходимых проводов. Устройство постоянно улучшалось к пункту, куда это может передать киловатты власти на частотах масштаба мегагерца.«Когда мы сломали барьер на тысячу ватт, послав энергию через 12-сантиметровый промежуток, мы были просто подбодрены», сказал Африди. «Было много хлопков по ладони в тот день».Африди планирует продолжить развивать прототип и измерять его для потенциальных реальных заявлений.
Он получил фонды от подразделения Министерства энергетики ARPA-E и поддержку со стороны КАРЬЕРНОЙ премии Национального научного фонда. Недавний грант семени от Колорадского энергетического Исследования Collaboratory, предоставленный Африди в сотрудничестве с Университетом штата Колорадо и NREL, позволит ему исследовать выполнимость и оптимизацию системы в движении.В ближайшем времени Afridi предполагает технологию, адаптированную к складскому использованию. Автоматизированные складские роботы и грузоподъемники, например, могли пройти, области позволили для беспроводной передачи власти и никогда не должны включаться, устраняя время простоя и повышая производительность.
Технология могла также быть адаптирована к использованию в проектах транспортировки следующего поколения как Гиперпетля, предложенная система, которая могла взять пассажиров от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско через 30 минут.Появление электрического шоссе все еще далеко по горизонту и будет неизбежно стоять перед многими препятствиями, и технологическими и социальными. «Как ученый, Вы чувствуете себя оспариваемыми вещами, что люди говорят, что Вас невозможно сделать», сказал Африди.