能源部橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Oak Ridge National Laboratory)的研究人員展示了一種120千瓦的車載無(wú)線充電系統(tǒng)，其功率是以前的ORNL技術(shù)的六倍，并且朝著可以與加油站加油的速度和便利性相媲美的充電時(shí)間邁出了一大步，向上。

該無(wú)線系統(tǒng)以97%的效率傳輸120千瓦的功率，這可與傳統(tǒng)的有線高功率快速充電器相媲美。在實(shí)驗(yàn)室演示中，電源通過(guò)兩個(gè)電磁線圈之間的6英寸氣隙進(jìn)行傳輸，并為電池組充電。

ORNL的研究人員創(chuàng)建并演示了世界上第一個(gè)20千瓦無(wú)線充電系統(tǒng)，該系統(tǒng)已針對(duì)商業(yè)運(yùn)輸卡車等應(yīng)用進(jìn)行了修改。ORNL的電力電子和電機(jī)集團(tuán)的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Veda Galigekere說(shuō)：“重要的是保持與以前的演示相同或較小的占地面積，以鼓勵(lì)商業(yè)采用。”

“我們使用有限元和電路分析法開發(fā)了一種新穎的共同優(yōu)化方法，解決了線圈設(shè)計(jì)問(wèn)題，同時(shí)確保系統(tǒng)不會(huì)發(fā)熱或不會(huì)引起任何安全問(wèn)題，并且在傳輸過(guò)程中的任何功率損耗都最小， “ 他說(shuō)。

為了達(dá)到120千瓦，ORNL團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一種新的線圈設(shè)計(jì)，該線圈設(shè)計(jì)與最新的碳化硅電力電子設(shè)備共同優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)了輕巧，緊湊的系統(tǒng)。該系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)從電網(wǎng)獲取能量，并將其轉(zhuǎn)換為高頻交流電，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而在較大的氣隙中傳輸功率。能量一旦傳遞到次級(jí)線圈，便會(huì)轉(zhuǎn)換回直流電并存儲(chǔ)在車輛的電池中。

ORNL研究人員使用計(jì)算機(jī)模擬來(lái)設(shè)計(jì)線圈，該線圈產(chǎn)生無(wú)線電力傳輸所需的磁場(chǎng)。圖片提供：能源部Genevieve Martin /橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室

該演示推進(jìn)了DOE的極端快速充電目標(biāo)，即開發(fā)一種功率為350至400千瓦的系統(tǒng)，并將電動(dòng)汽車的充電時(shí)間縮短至15分鐘或更短。

該實(shí)驗(yàn)室副主任Moe Khaleel表示：“這項(xiàng)突破性突破極大地提高了電動(dòng)汽車的技術(shù)水平，通過(guò)增加其續(xù)駛里程和充電的便利性來(lái)鼓勵(lì)電動(dòng)汽車的廣泛采用，并進(jìn)而為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)成功提供了一種節(jié)能的出行系統(tǒng)。” ORNL的能源與環(huán)境科學(xué)。

ORNL的研究人員將探索創(chuàng)新，以將功率傳輸級(jí)別提高到200千瓦，最終達(dá)到350千瓦，同時(shí)完善動(dòng)態(tài)無(wú)線充電技術(shù)。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)可以使用安裝在道路下方的無(wú)線充電板對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行自動(dòng)充電。需要更高功率的充電系統(tǒng)以最小化動(dòng)態(tài)充電的成本和復(fù)雜性。Galigekere說(shuō)：“目標(biāo)是在高速公路上以動(dòng)態(tài)速度充電。”