Un equipo de investigadores de la Universidad de Cornell, dirigido por el profesor asociado Khurram Afridi, ha sido pionero en un nuevo método de carga inalámbrica para vehículos eléctricos (EV), inspirado en parte por su tiempo trabajando en la NASA, explica una publicación de Cornell Chronicle.
El nuevo enfoque, que se basa en los métodos de la NASA para enviar datos a través del espacio profundo, podría revolucionar las infraestructuras de vehículos eléctricos al permitir que los vehículos eléctricos y las máquinas de fábrica autónomas se carguen mientras se conduce.
El problema con los conceptos tradicionales de carga inalámbrica .
El concepto de carga inalámbrica se remonta a la década de 1890, cuando Nikola Tesla deslumbró al público mediante el uso de campos eléctricos alternos para encender lámparas fluorescentes desconectadas. Desde entonces, el concepto se ha mostrado prometedor para cargar vehículos de forma inalámbrica (Suecia está trabajando actualmente en un proyecto localizado), pero aún no ha despegado.
El concepto que hasta ahora ha ganado más tracción utiliza campos magnéticos alternos generados a partir de las corrientes eléctricas existentes a lo largo de una carretera.
El principal problema con este método es que los campos magnéticos son difíciles de manejar y deben controlarse para evitar que dañen a los pasajeros o calienten las barras de refuerzo en la carretera. Mientras tanto, la ferrita, el material utilizado para guiar los campos, es frágil, caro y pierde mucha energía cuando los campos magnéticos cambian rápidamente.
Inspiración del espacio exterior
Khurram Afridi, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Cornell, ideó una solución a estos problemas inspirada en las comunicaciones espaciales.
"La transferencia de energía inalámbrica se basa en la misma física subyacente que se utiliza para enviar mensajes a través de ondas de radio a naves espaciales en el espacio profundo, como la Voyager", dijo Afridi.
"Excepto que ahora estamos enviando mucha más energía a distancias mucho más cortas a los vehículos en movimiento". Al final del segundo año de Afridi en el Instituto de Tecnología de California, trabajó con el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA como parte del equipo que diseñó el transmisor de 8 y 32 GHz del satélite SURFSAT 1 en 1995, un precursor de la pionera Cassini de la agencia espacial. proyecto satélite. Más tarde, en el MIT, Afridi pasó a estudiar electrónica de potencia, que opera a frecuencias mucho más bajas mientras maneja niveles de potencia más altos.
Para su nuevo enfoque de las carreteras de carga inalámbrica, Afridi esencialmente ha adaptado el escaparate de energía inalámbrica original de Nikola Tesla, utilizando una frecuencia y una potencia mucho más altas.
El nuevo sistema de carga inalámbrica para carreteras
Para su método, Afridi y su equipo imaginan que los conductores cambian de carril a un carril de carga especialmente designado mientras conducen. El equipo de investigadores diseñó un sistema que utiliza pares de placas metálicas aisladas que se colocan en el suelo. Estos están conectados a una línea de alimentación a través de una red coincidente y un inversor de alta frecuencia. Estas placas crean campos eléctricos oscilantes que atraen y repelen cargas en placas de metal adheridas a la parte inferior de los vehículos en movimiento.
Luego, se impulsa y se rectifica una corriente de alta frecuencia a través de un circuito en el vehículo, donde carga la batería del vehículo. Como los campos eléctricos generados por voltajes fácilmente accesibles son débiles, Afridi y su equipo aumentaron el voltaje de su sistema y lo operaron a frecuencias muy altas para lograr una mayor transferencia de energía. Su sistema no requiere materiales como la ferrita y puede operar a frecuencias mucho más altas. También es más pequeño, más liviano y más fácil de empotrar en carreteras, lo que lo convierte en una opción más viable que el concepto de campo magnético.
Trabajando hacia una infraestructura vial de carga inalámbrica global
Por supuesto, el trabajo de Afridi y su equipo está en la etapa del concepto, y las vías de carga inalámbrica ampliamente adoptadas no son un hecho. Otra propuesta reciente de infraestructura vial, la carretera de paneles solares, es una falla de ingeniería masiva, al menos por ahora, con varios proyectos grandes de carreteras solares que no cumplen con sus objetivos declarados. Afridi afirma que el nuevo método de carga inalámbrica podría probarse en carreteras de alto tráfico primero o en carreteras seleccionadas en ciudades antes de emplearse a mayor escala.
Su equipo está trabajando actualmente con Toyota Material Handling North America para desarrollar carga inalámbrica para carretillas elevadoras y robots móviles de manipulación de materiales. Si su proyecto cumple su promesa, podría usarse para ayudar a impulsar los vehículos autónomos del futuro las 24 horas del día, incluidos los camiones de reparto autónomos y las máquinas de almacén.
El sistema también ayudaría a los países a abordar el cambio climático al aumentar en gran medida la eficiencia y, por lo tanto, la aceptación de los vehículos eléctricos en todo el mundo.
Vía: interestingengineering.com
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