Dengan Pengecasan Tanpa Wayar, Kereta Elektrik Boleh Memandu Selamanya

Para saintis telah menemui cara untuk menghantar elektrik tanpa wayar ke objek bergerak yang berdekatan.

Kaedah ini mungkin mempunyai aplikasi dalam pengangkutan, peranti perubatan, dan banyak lagi. Jika kereta elektrik boleh mengisi semula semasa memandu di lebuh raya, sebagai contoh, ia akan menghilangkan keprihatinan mengenai jarak mereka dan menurunkan kos mereka, mungkin membuat elektrik bahan api standard untuk kenderaan.

"Selain memajukan pengecasan tanpa wayar kenderaan dan peranti peribadi seperti telefon bimbit, teknologi baru kami mungkin robot robot dalam pembuatan, yang juga bergerak," kata Shanhui Fan, seorang profesor kejuruteraan elektrik di Stanford University dan penulis kanan belajar.

"Secara teori, seseorang boleh memandu untuk masa yang tidak terhad tanpa perlu berhenti ..."

"Kami masih perlu meningkatkan jumlah tenaga elektrik yang dipindahkan untuk mengecas kereta elektrik, tetapi kami mungkin tidak perlu menolak jarak jauh," katanya.

grafik langganan dalaman

Kumpulan yang dibina di atas teknologi sedia ada yang dibangunkan di 2007 di MIT untuk menghantar elektrik secara wayarles ke atas jarak beberapa kaki ke objek pegun. Dalam kerja baru, pasukan menghantar elektrik tanpa wayar ke lampu LED yang bergerak. Demonstrasi itu hanya melibatkan caj 1-milliwatt, sedangkan kereta elektrik sering memerlukan puluhan kilowatt untuk beroperasi.

Pasukan kini sedang berusaha untuk meningkatkan jumlah tenaga elektrik yang boleh dipindahkan, dan mengukuhkan sistem untuk memanjangkan jarak pemindahan dan meningkatkan kecekapan.

Pergi lebih jauh

Pengecasan tanpa wayar akan menangani kelemahan utama pemadat elektrik kereta-jarak memandu mereka yang terhad. Tesla Motors menjangkakan Model 3 akan datang untuk pergi lebih daripada 200 mil dengan cas tunggal dan Chevy Bolt, yang sudah ada di pasaran, mempunyai jajaran 238 yang diiklankan. Tetapi bateri kenderaan elektrik biasanya mengambil masa beberapa jam untuk mengisi semula sepenuhnya. Sistem charge-as-you-drive akan mengatasi batasan ini.

"Secara teori, seseorang boleh memandu untuk masa yang tidak terhad tanpa perlu berhenti untuk mengisi semula," kata Fan. "Harapannya ialah anda boleh mengecaj kereta elektrik anda semasa memandu di lebuh raya. Sebuah gegelung di bahagian bawah kenderaan boleh menerima elektrik dari satu siri gegelung yang disambungkan ke arus elektrik yang tertanam di jalan raya. "

Sesetengah pakar pengangkutan membayangkan sistem lebuh raya automatik di mana kenderaan elektrik tanpa pemandu tanpa wayar yang dicas tanpa kuasa solar atau sumber tenaga boleh diperbaharui yang lain. Matlamatnya adalah untuk mengurangkan kemalangan dan meningkatkan aliran lalu lintas secara dramatik sambil mengurangkan pelepasan gas rumah hijau.

Teknologi tanpa wayar juga boleh membantu navigasi GPS kereta tanpa pemandu. GPS adalah tepat sehingga sekitar 35 kaki. Untuk keselamatan, kereta autonomi perlu berada di tengah lorong di mana gegelung pemancar akan dibenamkan, menyediakan kedudukan yang sangat tepat untuk satelit GPS.

Dibuat dengan magnet

Pemindahan kuasa jarak jauh jarak jauh adalah berdasarkan gandingan resonans magnetik. Sama seperti tumbuhan kuasa utama menjana arus bergantian dengan gegelung berputar antara magnet, elektrik bergerak melalui wayar menghasilkan medan magnet yang berayun.

Bidang ini juga menyebabkan elektron di dalam gegelung dawai berhampiran untuk berayun, dengan itu memindahkan kuasa tanpa wayar. Kecekapan perpindahan dipertingkatkan lagi jika kedua-dua gegelung diselaraskan dengan kekerapan resonans magnetik yang sama dan diletakkan pada sudut yang betul.

Walau bagaimanapun, aliran elektrik berterusan hanya dapat dikekalkan jika beberapa aspek litar, seperti kekerapan, secara manual ditala sebagai objek bergerak. Oleh itu, sama ada gegelung transmisi tenaga dan gegelung penerima mestilah kekal hampir pegun, atau peranti mesti ditala secara automatik dan berterusan-proses yang sangat kompleks.

Untuk menangani cabaran tersebut, pasukan penyelidik menghapuskan sumber frekuensi radio dalam pemancar dan menggantikannya dengan penguat voltan dan penghantar maklum balas secara komersial. Sistem ini secara automatik memaparkan frekuensi yang tepat untuk jarak yang berbeza tanpa memerlukan campur tangan manusia.

"Menambah penguat membolehkan kuasa untuk dipindahkan dengan sangat cekap merentasi kebanyakan julat tiga kaki dan walaupun orientasi yang berubah-ubah dari gegelung penerima," kata pelajar siswazah Sid Assawaworrarit, pengarang utama kajian itu. "Ini menghilangkan keperluan penalaan automatik dan berterusan bagi setiap aspek litar."

Assawaworrarit menguji pendekatan dengan meletakkan mentol LED di gegelung penerima. Dalam persediaan konvensional tanpa penalaan aktif, kecerahan LED akan berkurang dengan jarak.

Dalam persediaan baru, kecerahan kekal malar apabila penerima berpindah dari sumber dengan jarak kira-kira tiga kaki. Pasukan penggemar baru-baru ini memfailkan permohonan paten untuk kemajuan terkini.

Kumpulan ini menggunakan penguat umum umum, dengan kecekapan yang agak rendah kira-kira peratus 10. Mereka mengatakan amplifier yang dibuat khas boleh meningkatkan kecekapan itu kepada lebih daripada 90 peratus.

"Kita boleh memikirkan semula bagaimana untuk menyampaikan elektrik bukan sahaja kepada kereta kita, tetapi untuk peranti yang lebih kecil atau dalam badan kita," kata Fan. "Untuk apa-apa yang boleh mendapat manfaat daripada dinamik, pengecasan tanpa wayar, ini berpotensi sangat penting."

Pusat TomKat untuk Tenaga Lestari di Stanford menyokong sebahagian daripada kerja.

{youtube}7nkOgiTxfEs{/youtube}

sumber: Universiti Stanford

Buku berkaitan:

at InnerSelf Market dan Amazon