Frage:
Wie ist das induktive kabellose Laden eines fahrenden Fahrzeugs auf einer öffentlichen Straße auf effiziente Weise möglich?
sharptooth
2012-01-17 12:26:44 UTC
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Eines der Hauptprobleme bei der drahtlosen Energieübertragung scheint die Effizienz zu sein. Zum Beispiel scheint das Magne Charge-Hochleistungsladesystem einen Wirkungsgrad von etwa 86% zu haben, was bedeutet, dass beim Durchgang von mehreren Kilowatt Leistung ziemlich viel Energie verloren geht.

Dennoch scheint es so Die Bombardier PRIMOVE-Technologie ist effizient genug, um einen fahrenden Bus oder sogar einen fahrenden Straßenbahnwagen drahtlos mit Strom zu versorgen und aufzuladen - eine Tonne Kabel werden unter der Straße oder der Auffahrt installiert und diese Kabel werden von einer cleveren Serviceelektronik gesteuert, die beim Überfahren eines Fahrzeugs mit Strom versorgt wird und wie eine Primärspule eines drahtlosen Energieübertragungssystems wirkt. Das Fahrzeug ist mit der Sekundärspule ausgestattet.

Jedes Mal, wenn ich mich nach der drahtlosen Energieübertragung erkundige, scheint der Abstand zwischen den Spulen einer der kritischen Faktoren zu sein. In dem obigen Szenario ist unter dem Fahrzeug ein gewisser Abstand vorhanden, und auch die Drähte werden in der Straße installiert und so mit Asphalt oder Beton bedeckt, sodass der Abstand nicht geringer sein kann als 0 2 Meter. Außerdem bewegt sich das Fahrzeug, was bedeutet, dass seine Sekundärspule nicht perfekt mit der Verkabelung auf der Straße ausgerichtet ist.

Wie ist eine effiziente Energieübertragung möglich?

Das Erhöhen der Frequenz hilft: http://electronics.stackexchange.com/questions/25135/whats-the-need-for-higher-frequency-in-inductive-charging-systems
@0x6d64: Sogar Magne Charge mit seiner erhöhten Frequenz hat einen Wirkungsgrad von etwa 86% und funktioniert nur für ein geparktes Fahrzeug, bei dem der Off-Vehicle-Koppler perfekt auf den Ladeschacht ausgerichtet ist. Deshalb frage ich.
Sechs antworten:
user408041
2012-01-17 14:09:14 UTC
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Wenn Sie die Antwort wissen würden, könnten Sie viel Geld mit dem Verkauf dieser Technologie verdienen. Ich denke, dass es immer einen großen Verlust geben wird. Aber es wird Einsparungen auf der Autoseite geben. Der Akku muss nicht so groß wie normal sein, da er kontinuierlich aufgeladen werden kann. Dies ist auch besser für Batterien, besser viele kleine Ladungen als das vollständige Entleeren.

Installations- und Wartungsgebühren machen die Implementierung und den Betrieb dieses Dings sehr teuer. Selbst ein Prototyp bedeutet also kein Vermögen.
Bombardier verwendet Superkappen, um Energie zu speichern. Das System wird bereits in normalen Straßenbahnen mit Freileitung eingesetzt und soll bis zu 30% Strom sparen, indem der Stromverbrauch ausgeglichen und Energie aus dem Bremsen zurückgeführt wird.
Während eine kleinere Batterie zugelassen wird, wird im Auto ein zusätzliches Gewicht für die Induktionsspule benötigt. Ich gehe davon aus, dass das leicht einige zehn kg ausmachen würde.
Bedenken Sie, dass die Menge an Kupfer, die erforderlich ist, um eine kontinuierliche induktive Aufladung auf jeder Straße einzuschließen, absurd groß wäre und den Kupferpreis für jede andere Verwendung erhöhen würde. Eine 800 m lange Straßenbahnschleife ist im Vergleich zum zwischenstaatlichen Straßennetz ein Tropfen auf den heißen Stein. Straßen bestehen aus Steinen und Ölnebenprodukten, denn davon haben wir (vorerst) reichlich.
user924
2012-06-02 17:41:52 UTC
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Rotierender Transformator

Die 4 Reifen sind die Teile, die der Straßenoberfläche am nächsten liegen. Die Abholzone der Übertragung kann nahezu 100% effizient sein, wenn der Raum innerhalb der Reifen betroffen sein kann.

Betten Sie 2 lange Drähte in Fahrtrichtung ein. Sie sollten der Fahrzeugbreite entsprechen. Die kurzgeschlossene Spule mit einer Umdrehung in jeden Reifen einbetten. Montieren Sie die Pickup-Spulen an einer beliebigen Stelle des Reifens am Fahrzeug, wobei Sie die Achsen parallel zu den Radachsen halten. Die Magnetkerne für die Aufnahme sind C-förmig und "beißen" in die "kurzgeschlossene Spule" des Rads.

Das Schema ähnelt dem rotierenden Transformator. Es wurde in Videorecordern verwendet. Rot ist der Kern. Schwarz ist Kupfer. Es kann mehr geben. Wie C-förmiges magnetisches Inlay um den Kupferring. Sogar eingebettete Schaltpläne in Rädern anstelle von Einzelringen usw. Rot ist das Kernmaterial. Schwarz ist Kupfer. Beachten Sie, dass es KEINE elektrischen Kontakte gibt, sondern nur überall Lücken.

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In den Drehköpfen eines Videorecorders oder DAT-Rekorders sind die beiden Spulen einige Zehntel mm voneinander entfernt. In Ihrer Idee sind die Kopplungskoeffizienten \ $ k \ $ niedrig, insbesondere der zwischen den Rädern und dem Kabel auf der Straße. Ich kann jedoch keine Schätzungen für ihre Werte geben. In jedem Fall ist bei einem Auto der kurzgeschlossene Draht in den Rädern vorhanden: Es ist die Stahlseilverstärkung des Reifens.
Die Lücke bei Videotransformatoren liegt zwischen der Hälfte des Kerns und nicht zwischen den Spulen. Spulen können überall sein, da sie die Dissektion des Magnetpfades umgeben. Für 2 Drähte, die weit voneinander entfernt und alle hundert Fuß verdrillt sind und mit einer Kondensatorbank die Straße hinunter beladen sind, sagen wir, dass bei 60 Hz keine feldbedingten Verluste auftreten. Bei Resonanzströmen von mehreren Ampere verbietet nichts die gleiche Reihenfolge von Strömen im Ring. Die einzige Regel ist, dass der Abstand zwischen Ring und Drähten viel kleiner sein sollte als der Abstand zwischen den Rädern. Mit einem Abstand von einzelnen Zoll und im MilliTesla-Bereich ist es möglich, mit geringen Verlusten zu liefern.
Bedeutet dies, dass Sie für alle Fahrzeuge die gleiche Breite benötigen?
Ja. Aber die gleiche Breite ist schon seit der Zeit der Carets mit 2 Pferden hintereinander etabliert.
Möglicherweise müssen Sie sehr vorsichtig fahren, um die Kabel auszurichten?
davidcary
2012-06-04 11:24:28 UTC
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Leider sehe ich auf der Bombardier Primove -Website überhaupt keine Effizienzzahlen. Die größere Entfernung und Bewegung (wie auf dem Originalplakat angegeben) würde die Effizienz im Vergleich zur Magne-Ladung verringern Die Spulen in den Primove-Abbildungen scheinen jedoch eine viel größere Fläche zu haben als die Magne-Ladespulen, was die Effizienz erhöht. Soweit ich das beurteilen kann, heben sich die beiden Effekte gegenseitig auf und ergeben ungefähr die gleiche Effizienz wie das Magne-Ladungssystem Da die Leute, die das Magne Charge-System entwickelt haben, es für "effizient genug" hielten, denken die entsprechenden Leute in diesem Primove-Projekt vielleicht auch, dass ungefähr die gleiche Effizienz "effizient genug" ist.

(Ich habe Ich habe keine guten Referenzen für die Effizienz des Magne Charge-Systems gesehen. Zu viele Leute scheinen den Wikipedia-Artikel zu zitieren, der eine große "Zitat benötigt" -Flagge hat. Insbesondere frage ich mich, wie hoch der Gesamtverlust ist und die Verluste im Frequenzumwandlungsschrank und die Verlust bei der Übertragung von Paddel zu Auto).

Ich stelle mir vor, dass ich, wenn ich mit Primove zusammenarbeiten würde, Magnetresonanz verwenden würde, um die Effizienz zu verbessern. So etwas wie Witricity wurde zum Laden verwendet Ein geparktes Auto mit einem Sender auf der Parkplatzoberfläche und einem an der Unterseite des Autos angebrachten Empfänger mit einem Wirkungsgrad von 90%. Dies ist der gleiche Wirkungsgrad von 90%, den manche Leute zitieren für das Magne-Ladesystem.

Die eCoupled-Leute verwenden auch Magnetresonanz, um einen Wirkungsgrad von 98% bei 1,4 Kilowatt zu erzielen - leider ist nicht klar, wie groß der Abstand zwischen den Spulen dafür war Die eCoupled-Leute zeigen eine Demo, die anscheinend einen Tesla Roadster mit einem Wirkungsgrad von 80% bei einer vernünftig aussehenden Lücke auflädt, und scheinen zu behaupten, dass ein Wirkungsgrad von 90% mit einem stärker integrierten System und höher erreicht werden könnte Spannung.

Magnetresonanzsysteme scheinen Fehlausrichtungen toleranter zu sein als andere induktive Systeme.

Anthony
2012-06-02 17:21:04 UTC
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Aus meiner Forschung geht hervor, dass die Verwendung von Resonanz zur Verknüpfung des Übertragungsfelds hinsichtlich Entfernung oder Genauigkeit weitaus weniger pingelig ist. Es ist verrückt und unhaltbar, Infrastruktur in Straßen zu bauen, wie es Bombardier vorschlägt.

Tom
2016-01-12 10:45:03 UTC
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Dies ist meine erste Antwort (!), Informationen aus einem Link in einem anderen Thread von AndyAKA (glaube ich?) http://www.travisdeyle.com/publications/pdf/2008_icra_power_surface.pdf

In diesem Artikel erklären Forscher, dass die drahtlose Induktion bis zu 50% effizienter ist, wenn die Primär- und Sekundärspule so konfiguriert sind, dass sie miteinander in Resonanz stehen. Die Verwendung einer Antriebssekundärspule zur Energiegewinnung aus einer statischen Primärspule bei Resonanzfrequenzen führt jedoch zu Schwankungen des von der Primärspule erzeugten Magnetfelds. Wenn sich die Sekundärspule durch das Feld der Primärspule bewegt, verschieben sich die Flussdichten des Primärfelds (die die Signalfrequenz beeinflussen) in Bezug auf das Magnetfeld (erzeugt durch Gegen-EMK) der Sekundärspule, was sich negativ auf den Wirkungsgrad der Leistung auswirkt Übertragung.

Die Forschung hier hat dieses Problem überwunden, indem eine tertiäre dissonante Spule als Erntespule eingeführt wurde. Der einzige Zweck der Primärspule besteht also darin, mit der (jetzt statischen) Sekundärsenderspule in Resonanz zu treten und den zuvor erwähnten zusätzlichen Wirkungsgrad von 50% bereitzustellen. Die Sekundärspule besteht unter dem Umfang aus einer Fläche (der Straße) in Form eines Rechtecks, einem zweiten Rechteck, das halb so groß ist (seine Ecke in der Mitte des größeren Rechtecks, die gegenüberliegende Ecke ausgerichtet) und einem dritten Rechteck, wiederum der Hälfte Größe in der gleichen Ausrichtung (scrollen Sie den Link für ein Bild nach unten.)

Die drahtlose Induktion durch die Tertiärspulen ist in diesem Fall die einzige Energiequelle für die Roboter, an denen sie angebracht sind. Ich glaube, dass diese Idee an Straßenkreuzungen, auf Autobahnen und Autobahnrutschen umgesetzt werden könnte, um eine ausreichende Ladung (für einen Kondensator -> Batterieverbindung) bereitzustellen, um die nächste Kreuzung, die Ausfahrt oder den Autobahnladepunkt zu erreichen. Ich bin auch der Meinung, dass die Leistung für nicht wesentliche Fahrzeugsysteme (dh Unterhaltungssysteme und Klimaanlage) durch eine andere Schaltung (Ladung zu Hause) bereitgestellt werden sollte, um die Auswirkungen dieser Systeme auf die Reichweite des Fahrzeugs zu minimieren und ihre Betriebszeit zu maximieren

Wie auch immer, nur meine 2 (völlig wertlosen) südafrikanischen Cent auf einem sehr alten Thread mit einem Link zu noch älteren Informationen!

user43782
2014-06-22 17:49:08 UTC
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Induktives kabelloses Laden funktioniert gut für Schreibwarenobjekte, aber für sich bewegende Objekte benötigen Sie eine Reihe von Primärspulen unter der Straße.

Um den Aufbau zu verstehen, stellen Sie sich eine Anordnung von Spulen (Sender) vor, die über eine flache Platte (in der XY-Ebene) eines geeigneten Kerns (Breite, Länge >> Dicke) gewickelt sind. Die Spulen sind so gewickelt, dass der Nettofluss innerhalb des Kerns Null ist. Die Sekundärspule (Empfänger) ist flach und in einer Ebene parallel und oberhalb der Sendebene (die Achse der Empfängerspule ist senkrecht zur Achse der Spulenanordnung).

Nun wird das Spulenarray von einem Computer gesteuert, der den Empfänger lokalisiert und dementsprechend den Fluss durch ihn reguliert, indem er den Strom in die erforderlichen Spulen des Arrays sendet (wobei der Fluss innerhalb des Kerns Null bleibt).

PS-fühlte sich zu faul, um ein Bild hinzuzufügen :)



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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