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La nueva tecnología de carga inalámbrica de la Universidad de Chalmers puede proporcionar hasta 500 kW de potencia con menos del 2 % de pérdida.
Investigadores de la Universidad Chalmers en Suecia dicen que han desarrollado una tecnología de carga inalámbrica que puede cargar baterías de hasta 500 kilovatios sin conectarlas a un cargador con cables.Dicen que el nuevo equipo de carga está completo y listo para la producción en serie.Esta tecnología no necesariamente se usará para cargar vehículos personales de pasajeros, pero se puede usar en ferries eléctricos, autobuses o vehículos no tripulados utilizados en minería o agricultura para cargar sin usar un brazo robótico ni conectarse a una fuente de energía.
Yujing Liu, profesor de Ingeniería Eléctrica en el Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Chalmers, se centra en la conversión de energías renovables y la electrificación de los sistemas de transporte.“El puerto deportivo podría tener un sistema incorporado para cargar el ferry en determinadas paradas cuando los pasajeros suben y bajan del barco.Automático y completamente independiente del clima y del viento, el sistema se puede cargar de 30 a 40 veces al día.Los camiones eléctricos requieren una carga de alta potencia.Los cables de carga pueden volverse muy gruesos, pesados y difíciles de manejar”.
Liu dijo que el rápido desarrollo de ciertos componentes y materiales en los últimos años ha abierto la puerta a nuevas posibilidades de carga.“La clave es que ahora tenemos acceso a semiconductores de carburo de silicio de alta potencia, los llamados componentes de SiC.En cuanto a la electrónica de potencia, apenas llevan unos años en el mercado.Nos permiten utilizar voltajes más altos, temperaturas más altas y frecuencias de conmutación más altas”, dijo.Esto es importante porque la frecuencia del campo magnético limita la potencia que se puede transferir entre dos bobinas de un tamaño determinado.
“Los sistemas de carga inalámbricos anteriores para vehículos utilizaban frecuencias de alrededor de 20 kHz, al igual que los hornos convencionales.Se volvieron voluminosos y la transferencia de energía fue ineficiente.Ahora trabajamos a frecuencias cuatro veces superiores.Entonces, de repente, la inducción se volvió atractiva”, explicó Liu.Añadió que su equipo de investigación mantiene estrechos vínculos con dos de los principales fabricantes de módulos de SiC del mundo, uno en Estados Unidos y otro en Alemania.
“Con ellos, el rápido desarrollo de productos se orientará hacia corrientes, voltajes y efectos más elevados.Cada dos o tres años se introducirán nuevas versiones más tolerantes.Este tipo de componentes son factores importantes, existe una amplia gama de aplicaciones en vehículos eléctricos, no solo la carga inductiva”.“.
Otro avance tecnológico reciente involucra alambres de cobre en bobinas que envían y reciben respectivamente un campo magnético oscilante que forma un puente virtual para el flujo de energía a través de un espacio de aire.El objetivo aquí es utilizar la frecuencia más alta posible.“Entonces no funciona con bobinas rodeadas por alambre de cobre normal.Esto provoca pérdidas muy grandes en altas frecuencias”, dijo Liu.
En cambio, las bobinas ahora consisten en “cuerdas de cobre” trenzadas formadas por 10.000 fibras de cobre de sólo 70 a 100 micrones de espesor, aproximadamente del tamaño de un mechón de cabello humano.Más recientemente también han aparecido las denominadas trenzas de alambre litz, adecuadas para altas corrientes y altas frecuencias.Un tercer ejemplo de una nueva tecnología que permite una carga inalámbrica potente es un nuevo tipo de condensador que aumenta la potencia reactiva que necesita la bobina para crear un campo magnético lo suficientemente fuerte.
Liu destacó que la carga de vehículos eléctricos requiere múltiples pasos de conversión entre CC y CA, así como entre diferentes niveles de voltaje.“Entonces, cuando decimos que hemos logrado una eficiencia del 98 por ciento desde la CC en la estación de carga hasta la batería, ese número probablemente no importe mucho a menos que tenga claro lo que está midiendo.Pero puedes decir lo mismo., Independientemente de si se utiliza. Las pérdidas se producen con la carga conductiva convencional o con la carga inductiva.La eficiencia que hemos logrado ahora significa que las pérdidas en la carga inductiva pueden ser casi tan bajas como en un sistema de carga conductiva.La diferencia es tan pequeña que en la práctica es insignificante, alrededor del uno o dos por ciento”.
A los lectores de CleanTechnica les encantan las especificaciones, así que esto es lo que sabemos de Electrive.El equipo de investigación de Chalmers afirma que su sistema de carga inalámbrica tiene una eficiencia del 98 por ciento y es capaz de entregar hasta 500 kW de corriente continua por cada dos metros cuadrados con un espacio de aire de 15 cm entre el suelo y las plataformas a bordo.Esto corresponde a una pérdida de sólo 10 kW o el 2% de la potencia de carga máxima teórica.
Liu se muestra optimista sobre esta nueva tecnología de carga inalámbrica.Por ejemplo, no cree que vaya a sustituir la forma en que cargamos los coches eléctricos.“Yo mismo conduzco un coche eléctrico y no creo que la carga inductiva suponga ninguna diferencia en el futuro.Conduzco a casa, lo enchufo... no hay problema”.en cables.“Tal vez no debería argumentarse que la tecnología en sí es más sostenible.Pero podría facilitar la electrificación de vehículos grandes, lo que podría acelerar la eliminación de elementos como los ferries propulsados por diésel”, afirmó.
Cargar un automóvil es muy diferente a cargar un ferry, un avión, un tren o una plataforma petrolera.La mayoría de los coches están estacionados el 95% del tiempo.La mayoría de los equipos comerciales están en servicio constante y no pueden esperar a que los recarguen.Liu ve los beneficios de la nueva tecnología de carga inductiva para estos escenarios comerciales.En realidad, nadie necesita cargar un coche eléctrico de 500 kW en el garaje.
El objetivo de este estudio no es la carga inalámbrica en sí, sino cómo la tecnología continúa introduciendo formas nuevas, más baratas y más eficientes de hacer las cosas que podrían acelerar la revolución de los vehículos eléctricos.Piense en ello como en el apogeo de la PC, cuando la última y mejor máquina quedó obsoleta incluso antes de llegar a casa desde Circuit City.(¿Los recuerdas?) Hoy en día, los vehículos eléctricos están experimentando un estallido similar de creatividad.¡Qué cosa tan hermosa!
Steve escribe sobre la relación entre tecnología y sostenibilidad desde su casa en Florida o dondequiera que lo lleve la Fuerza.Se enorgullece de estar “despierto” y no le importa por qué se rompe el cristal.Él cree en lo que dijo Sócrates hace 3.000 años: “El secreto del cambio es concentrar toda tu energía en crear lo nuevo, no en luchar contra lo viejo”.
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Hora de publicación: 16-mar-2023