《【Applied Energy】无线充电轨道系统有助于在运输过程中为 EV 充电》

  • 来源专题:新能源汽车
  • 编译者: 王晓丽
  • 发布时间:2024-09-09
  • 电动汽车技术的进步正在为减少寻找充电站需求的解决方案铺平道路。 隶属于 UNIST 的一个研究小组开发出了能够为行驶中的车辆提供无线供电的技术。 在电气与电子工程系教授 Franklin Bien 的领导下,该研究小组推出了一种无线充电轨道系统,可为行驶中的车辆不间断地供电。

    这项研究成果发表在 Applied Energy 杂志上。 这一创新系统利用导线网络产生宽而强的磁场,使车辆能够自由地向前和向后行驶,而无需使用昂贵的铁磁材料。 电流流经电磁发生器产生圆形磁场,磁场通过多根导线扩展,从而促进了高效的电力传输。 此外,该团队还开发了优化供电轨道和电源接收器设计的算法,将电动汽车的电力传输效率提高了 90%。 虽然现有技术都侧重于使用铁磁材料来提高效率,但由于成本高、耐用性差,这些方法往往面临实际挑战。

    为了确保这种无线供电技术的实际应用,研究团队进行了全面的安全验证,包括是否符合电气与电子工程师协会(IEEE)和国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)制定的标准。

    第一作者 Hyunkyeong Jo 补充说:"如果在电动汽车上应用这项技术,就能解决充电时间长和行驶里程短的难题。 此外,通过减小电池体积,我们还可以减少锂等资源开采产生的空气污染,促进自然资源的可持续利用。"

    原文链接:: Hyunkyeong Jo et al, A coreless track-type seamless wireless charging system using co-planar wires enabling quasi-free planar movements for mobile logistics robots, Applied Energy (2024). DOI: 10.1016/j.apenergy.2024.123943

  • 原文来源:https://techxplore.com/news/2024-09-wireless-track-ev-transit.html?deviceType=mobile
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    • 据近日报道,欧盟4月通过一项具有里程碑意义的法律,要求从2035年起所有售出的新车二氧化碳排放量为零,欧洲国家正加紧准备实现无化石燃料出行所需的基础设施。   为响应欧盟新法律要求,瑞典决定于2025年开通世界上第一条永久性电气化公路。这个电动公路系统(ERS)就像施了魔法一般,可让电动汽车和电动卡车在行驶中充电,在两个充电站的间隔路段中能够行驶更长的距离,从而消除“里程焦虑”,推进可持续交通。 瑞典交通管理局计划对E20高速公路进行改造,这条高速公路位于瑞典3个主要城市——斯德哥尔摩、哥德堡和马尔默之间。交通管理局还计划到2030年,在公路上部署2000km的ERS,到2035年扩展到3000km。不过,他们还没有确定第一条高速公路将采用哪种类型的充电方式。 作为电气化道路测试的先驱,瑞典已经试验了3种领先的解决方案。 2016年,瑞典中部耶夫勒的一段2km长的道路开通,利用架空电线让重型车辆通过受电弓充电——就像电动火车或有轨电车那样; 哥特兰一段1.6km长的道路采用的是感应充电方式,它将设备埋在道路下,将电力输送到安装在电动汽车上的线圈,在车辆沿道路行驶时为其充电; 2018年,交通管理局在斯德哥尔摩郊外2km长的路段上引入了世界上第一条充电轨道,通过这种导电式充电方式,电动卡车可以放下一个机械臂,从下方的电动轨道接收动力。 E20高速公路的电气化,是继一系列成功的ERS试点项目之后的又一举措。瑞典交通管理局仍在考虑,这条道路是使用传导充电系统还是感应充电系统。 早在2013年,韩国就开启了世界上第一条电动汽车充电道路。其基本原理就是在路面下铺设电缆,通过一些特殊的装置将电力转换成电磁传输到汽车的电瓶中,从而实现汽车在车道上一边行驶一边充电。尽管这条车道主要是给电动公交车充电的,但该道路当时是作为其他电气化道路的概念验证项目。 2021年,美国印第安纳州交通运输部和普渡大学宣布,计划开发世界上第一个非接触式无线充电混凝土路面高速公路段。该项目将使用由德国初创公司Magment GmbH开发的创新可磁化混凝土,实现电动汽车在行驶过程中的无线充电。 法国也在探索一条供卡车使用的电动高速公路。卡车将依靠架空电线充电,目标是在2026年前完工。 在德国斯图加特以南约1小时车程的小镇巴林根,有一段长约1km的小路。这条路由以色列公司Electreon建造,通过磁共振感应来工作,其中嵌在道路下方的铜线圈将电力传输到安装在任何电动车辆上的接收器上。 今年晚些时候,这条公路将进行世界上首次公开试验的“无线充电”,其目的是表明,这项长期以来被视为雄心勃勃和未来主义的技术现在可以在现实世界中发挥作用。 包括宝马在内的几家汽车制造商已经推出了带有固定式充电板的汽车,可以在停车时充电。但是,在驾驶时为电池充电的潜力,也就是所谓的动态充电,将对该行业产生广泛影响。 瑞典交通管理局战略发展总监杨·佩特森表示,仅将一个地区25%的高速公路变成移动(又名动态)充电器就可以促使电动汽车本身更便宜。动态充电减少了电动汽车对较大单次充电行程的需求,也意味着其电池体积最多可缩小70%和较小的电池生产成本,从而降低了电动汽车的整体价格。但这还有很长的路要走,即使是瑞典的试点道路也需要几年的时间才能准备好进行测试。 英国报道,汽车制造商和行业游说团体不断警告称,为道路上预期数量的电动汽车提供服务的充电站太少。他们还对到2050年或之后不久电池材料可能短缺表示担忧。 专业服务公司PA Consulting专家迈克尔·赫维茨说,电动汽车动态充电技术将首先在专属车辆中采用,因为当涉及私家车时,这项技术的难度要大得多。 其中一个需要克服的障碍是,不同厂家的零部件必须是可互操作的,允许不同车型在同一系统上充电。与此同时,在地面下安装充电板的成本可能高得令人望而却步。 还有一个更广泛的挑战,那就是高速公路运营商与能源电网以及更广泛的汽车行业之间需要协调一致。 对高速电力连接的需求可能会使实现广泛的道路充电变得困难。英国第二大地区性公交运营商FirstBus在研究无线充电时得出结论,该项目过于昂贵,因为需要向许多农村公交站点供电。 该公司脱碳主管加里·伯明翰表示:“这一切都与电力供应有关。然而,有些公交车站甚至连灯都没有。”
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    • 编译者:王晓丽
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    • 为满足对可持续交通解决方案不断增长的需求,印度国立西尔恰理工学院的研究人员开发出了一种电动汽车(EV)调度系统,它能提高电网效率,并适应日益增长的太阳能涌入。普里塔姆-达斯(Pritam Das)和帕尔塔-卡亚尔(Partha Kayal)在最近的一项研究中概述了这一先进系统,其重点是优化电动汽车的充电和放电时间,以便与光伏(PV)能源更好地结合。 这项研究发表在Green Energy and Intelligent Transportation.杂志上。 该创新方法采用两阶段算法,不仅能安排电动汽车充电时段,还能战略性地管理这些时段在不同充电站之间的分配。这种方法旨在减少能源损耗,防止停电,并将电动汽车充电对电网的影响降至最低。 该算法的第一阶段根据太阳能的可用性确定电动汽车充电或放电的最佳时间,而太阳能的可用性是通过最先进的混合 SARIMA-LSTM 模型预测的。该模型能准确预测太阳能的可用性,确保电动汽车充电需求与太阳能生产高峰时间相吻合。电动汽车充电与太阳能峰值同步,可以更有效地利用可再生资源,减少对不可再生能源的依赖。 在第二阶段,调度系统以平衡电网负荷的方式为不同站点分配特定的充电时段。通过更均匀地分配充电需求,该系统有助于保持电网稳定,防止出现与无人管理的电动汽车充电相关的典型峰谷现象。 通过对一个使用太阳能的 28 总线印度配电网络进行大量模拟,展示了这一创新调度系统的优势。结果表明,电网的峰均负荷比有了明显改善,这是衡量电网效率的一个关键指标。此外,在各种测试场景中,该系统降低总能耗和提高电压稳定性的能力也得到了清楚的证明。 这一突破标志着在将可再生能源和电动汽车融入城市基础设施方面迈出了重要一步。通过优化电动汽车充电的时间和分布,该系统不仅支持扩大电动汽车的使用,还有助于城市交通的整体可持续性。 随着世界各地的城市不断发展,并寻求以环保方式解决交通和能源问题,采用这种智能调度系统将在打造更可持续、更高效的未来方面发挥至关重要的作用。研究结果为决策者、公用事业公司和消费者在日益拥堵的城市环境中应对复杂的能源管理问题提供了宝贵的见解。 原文链接: Pritam Das et al, An advantageous charging/discharging scheduling of electric vehicles in a PV energy enhanced power distribution grid, Green Energy and Intelligent Transportation (2024). DOI: 10.1016/j.geits.2024.100170