Induktiivinen lataus - Inductive charging

"Langaton lataus" ohjaa tänne. Lisätietoja langattomasta aurinkolatauksesta on kohdassa Aurinkolaturi . Muita voimansiirtoja, katso johtava langaton lataus .
Langaton moottorikäyttöinen kuorma -auto Grand Maket Rossiya -museossa.
Laturin ensisijainen kela indusoi virran ladattavan laitteen toisiokäämissä.
Langaton latausalusta, jota käytetään Qi -standardin mukaisten laitteiden lataamiseen.

Induktiivinen lataus (tunnetaan myös nimellä langaton lataus tai langaton lataus ) on eräänlainen langaton voimansiirto . Se käyttää sähkömagneettista induktiota sähkön tuottamiseen kannettaville laitteille. Induktiivista latausta käytetään myös ajoneuvoissa, sähkötyökaluissa, sähköhammasharjoissa ja lääketieteellisissä laitteissa. Kannettava laite voidaan sijoittaa latausaseman tai induktiivisen tyynyn lähelle ilman, että sitä on kohdistettava tarkasti tai sähköisesti kosketettava telakkaa tai pistoketta.

Induktiivinen lataus on nimetty, koska se siirtää energiaa induktiivisen kytkennän kautta . Ensinnäkin vaihtovirta kulkee latausaseman tai tyynyn induktiokelan läpi . Liikkuva sähkövaraus luo magneettikentän , jonka voimakkuus vaihtelee, koska sähkövirran amplitudi vaihtelee. Tämä muuttuva magneettikenttä luo kannettavan laitteen induktiokelaan vaihtovirran , joka vuorostaan ​​kulkee tasasuuntaajan kautta muuntaakseen sen tasavirraksi . Lopuksi tasavirta lataa akun tai antaa käyttövoimaa.

Suuremmat etäisyydet lähetin- ja vastaanotinkäämien välillä voidaan saavuttaa, kun induktiivinen latausjärjestelmä käyttää resonanssista induktiivista kytkentää , jossa jokaiseen induktiokelaan lisätään kondensaattori kahden LC -piirin luomiseksi tietyllä resonanssitaajuudella. Vaihtovirran taajuus sovitetaan resonanssitaajuuteen ja taajuus valitaan riippuen huipputehokkuudesta halutusta etäisyydestä. Tähän resonanssijärjestelmään on viime aikoina tehty parannuksia muun muassa siirrettävän voimansiirtokäämin (eli asennetun nostolavalle tai varrelle) avulla ja muiden materiaalien, kuten hopeoidun kuparin tai joskus alumiinin, käyttämiseksi vastaanottimen kelalle painon minimoimiseksi ja vastuksen vähentämiseksi ihon vaikutus .

Historia

Induktiovoimansiirtoa käytettiin ensimmäisen kerran vuonna 1894, kun M. Hutin ja M. Le-Blanc ehdottivat laitetta ja menetelmää sähköajoneuvon käyttämiseksi. Polttomoottorit olivat kuitenkin suositumpia, ja tämä tekniikka unohdettiin jonkin aikaa.

Vuonna 1972 professori Don Otto Aucklandin yliopistosta ehdotti ajoneuvoa, joka toimii induktiolla käyttäen lähettimiä tiellä ja vastaanotinta ajoneuvossa. Vuonna 1977 John E. Trombly sai patentin "sähkömagneettisesti kytketystä akkulaturista". Patentti kuvaa sovelluksen ajovalaisimien akkujen lataamiseen kaivostyöläisille (US 4031449). Ensimmäisen Yhdysvalloissa käytetyn induktiivisen latauksen sovelluksen suorittivat JG Bolger, FA Kirsten ja S. Ng vuonna 1978. He tekivät sähköajoneuvon, jonka teho oli 180 Hz ja teho 20 kW. Kaliforniassa 1980 -luvulla valmistettiin bussi, joka sai virtansa induktiivisella latauksella, ja vastaavaa työtä tehtiin Ranskassa ja Saksassa suunnilleen tähän aikaan.

Vuonna 2006 MIT alkoi käyttää resonanssikytkentää . He pystyivät siirtämään suuren määrän sähköä ilman säteilyä muutaman metrin päähän. Tämä osoittautui paremmaksi kaupallisiin tarpeisiin, ja se oli merkittävä askel induktiiviseen lataukseen.

Wireless Power Consortium (WPC) perustettiin vuonna 2008, ja vuonna 2010 he perustivat Qi -standardin . Vuonna 2012 perustettiin Alliance for Wireless Power (A4WP) ja Power Matter Alliance (PMA). Japani perusti Broadband Wireless Foorumin (BWF) vuonna 2009 ja langattoman virtalähteiden yhteenliittymän (WiPoT) vuonna 2013. Energy Harvesting Consortium (EHC) perustettiin myös Japanissa vuonna 2010. Korea perusti Korean Wireless Power Forumin ( KWPF) vuonna 2011. Näiden organisaatioiden tarkoituksena on luoda standardit induktiiviselle lataukselle. Vuonna 2018 langaton Qi -standardi otettiin käyttöön sotilastarvikkeissa Pohjois -Koreassa, Venäjällä ja Saksassa

Käyttöalueet

Induktiivisen latauksen sovellukset voidaan jakaa kahteen laajaan luokkaan: Pieni teho ja suuri teho:

  • Pienitehoiset sovellukset tukevat yleensä pieniä kulutuselektroniikkalaitteita, kuten matkapuhelimia , kämmenlaitteita, joitain tietokoneita ja vastaavia laitteita, jotka yleensä latautuvat alle 100 watin teholla. Tyypillisesti AC hyödyllisyys taajuus on 50 tai 60 hertsiä käytetään.
  • Suuritehoisella induktiivisella latauksella tarkoitetaan yleensä akkujen induktiivista lataamista yli 1 kilowatin tehotasolla. Näkyvin suuritehoisen induktiivisen latauksen sovellusalue on sähköajoneuvojen tuki , jossa induktiivinen lataus tarjoaa automaattisen ja langattoman vaihtoehdon plug-in-lataukselle. Näiden laitteiden tehot voivat vaihdella noin 1 kilowatista 300 kilowattiin tai enemmän. Kaikki suuritehoiset induktiiviset latausjärjestelmät käyttävät resonoituja ensiö- ja toisiokäämejä. Nämä järjestelmät toimivat pitkän aallon alueella taajuuksilla jopa 130 kHz. Lyhytaaltotaajuuksien käyttö voi parantaa järjestelmän tehokkuutta ja kokoa, mutta lopulta lähettää signaalin maailmanlaajuisesti. Suuria tehoja nostaa huolta sähkömagneettisen yhteensopivuuden ja radiotaajuista häiriötä .

Edut

  • Suojatut liitännät - Ei korroosiota, kun elektroniikka on suljettu, kaukana vedestä tai hapesta ilmakehässä. Pienempi sähkövikojen, kuten oikosulkujen riski, johtuen eristysviasta, erityisesti silloin, kun liitännät tehdään tai katkeavat usein.
  • Ajoittainen lataus ja usein uudelleen kytkeminen ilman, että latausliitin kuluu fyysisesti.
  • Matala tartuntariski - Sisäänrakennetuissa lääkinnällisissä laitteissa tehonsiirto ihon läpi kulkevan magneettikentän välttää infektioriskit, jotka liittyvät johtoihin, jotka tunkeutuvat ihoon.
  • Kestävyys - Ilman tarvetta jatkuvasti kytkeä ja irrottaa laitetta pistorasiasta ja liitäntäkaapelista kuluu huomattavasti vähemmän.
  • Lisää mukavuutta ja esteettistä laatua - Ei tarvetta kaapeleille.
  • Sähköajoneuvojen automatisoitu suuritehoinen induktiivinen lataus mahdollistaa useamman lataustilanteen ja siten käyttöalueen laajentamisen.
  • Induktiivisia latausjärjestelmiä voidaan käyttää automaattisesti ilman riippuvuutta ihmisten kytkemisestä ja irrottamisesta. Tämä lisää luotettavuutta.
  • Induktiivisen latauksen automaattinen toiminta ratkaisee tämän ongelman ja antaa teoriassa ajoneuvon ajaa rajattomasti.
  • Sähköajoneuvojen induktiivinen lataus suurilla tehotasoilla mahdollistaa sähköajoneuvojen lataamisen liikkeen aikana (tunnetaan myös nimellä dynaaminen lataus).

Haitat

Seuraavat haitat on havaittu pienitehoisilla (eli alle 100 wattisilla) induktiivisilla latauslaitteilla. Nämä haitat eivät välttämättä koske suuritehoisia (eli yli 5 kilowattia) sähköajoneuvojen induktiivisia latausjärjestelmiä.

  • Hitaampi lataus - Pienemmän tehokkuuden vuoksi laitteiden lataaminen kestää 15 prosenttia kauemmin, kun virrankulutus on sama.
  • Kalliimpaa - Induktiivinen lataus vaatii myös käyttöelektroniikkaa ja kelat sekä laitteessa että laturissa, mikä lisää valmistuksen monimutkaisuutta ja kustannuksia.
  • Epämukavuus - Kun mobiililaite on kytketty kaapeliin, sitä voidaan siirtää (vaikkakin rajoitetulla alueella) ja käyttää latauksen aikana. Useimmissa induktiivisen latauksen toteutuksissa mobiililaite on jätettävä latausalustalle latautumaan, joten sitä ei voi siirtää tai käyttää helposti latauksen aikana. Joillakin standardeilla lataus voidaan pitää etäisyydellä, mutta vain niin, että lähettimen ja vastaanottimen välillä ei ole mitään.
  • Yhteensopivat standardit - Kaikki laitteet eivät ole yhteensopivia erilaisten induktiivisten latureiden kanssa. Jotkut laitteet ovat kuitenkin alkaneet tukea useita standardeja.
  • Tehottomuus - Induktiivinen lataus ei ole yhtä tehokas kuin suoralataus, mikä aiheuttaa suurempaa lämmöntuotantoa verrattuna perinteiseen lataukseen. Jatkuva altistuminen lämmölle voi vahingoittaa akkua. Energiankäytön analyysi osoitti, että Pixel 4: n lataaminen nollasta 100 prosenttiin klassisella kaapelilla käytti 14,26 Wh ( wattituntia ), kun taas langattomalla laturilla kesti 21,01 Wh, mikä on 47 prosenttia enemmän. Yhdelle puhelimelle ja yhdelle laturille tämä on hyvin pieni energiamäärä, mutta mittakaavassa se voi aiheuttaa vakavia ongelmia; jos käytössä olevat 3,5 miljardia älypuhelinta tarvitsisivat 50 prosenttia enemmän virtaa saadakseen latauksen, vaikutus olisi valtava.

Uudemmat lähestymistavat vähentävät siirtohäviöitä käyttämällä erittäin ohuita keloja, korkeampia taajuuksia ja optimoitua käyttöelektroniikkaa. Tuloksena on tehokkaampia ja pienempiä latureita ja vastaanottimia, jotka helpottavat niiden integrointia mobiililaitteisiin tai akkuihin ilman vähäisiä muutoksia. Nämä tekniikat tarjoavat latausaikoja, jotka ovat verrattavissa langallisiin lähestymistapoihin, ja ne löytävät nopeasti tiensä mobiililaitteisiin.

Esimerkiksi Magne Charge -auton latausjärjestelmä käyttää korkeataajuista induktiota tuottamaan suuren tehon 86%: n hyötysuhteella (6,6 kW: n teho 7,68 kW: n tehonkulutuksella).

Standardit

Langaton latausasema
Yksityiskohta langattomasta induktiivisesta latauslaitteesta

Standardit viittaavat erilaisiin käyttöjärjestelmiin, joiden kanssa laitteet ovat yhteensopivia. Päästandardeja on kaksi: Qi ja PMA. Nämä kaksi standardia toimivat hyvin samalla tavalla, mutta ne käyttävät erilaisia ​​lähetystaajuuksia ja yhteysprotokollia. Tämän vuoksi yhden standardin kanssa yhteensopivat laitteet eivät välttämättä ole yhteensopivia toisen standardin kanssa. On kuitenkin laitteita, jotka ovat yhteensopivia molempien standardien kanssa.

  • Magne Charge , pitkälti vanhentunut induktiivinen latausjärjestelmä, joka tunnetaan myös nimellä J1773, käytettiin akkujen sähköajoneuvojen (BEV) lataamiseen, jotka aiemmin valmisti General Motors.
  • Uusi SAE J2954 -standardi mahdollistaa auton induktiivisen lataamisen tyynyn kautta, ja tehonsiirto on jopa 11 kW.
  • Qi , Wireless Power Consortiumin kehittämä liitäntästandardi induktiiviseen sähkönsiirtoon. Heinäkuun 2017 aikana se on maailman suosituin standardi, ja yli 200 miljoonaa laitetta tukee tätä käyttöliittymää.
  • AirFuel Alliance:
    • Tammikuussa 2012 IEEE ilmoitti aloittavansa Power Matters Alliancen (PMA) IEEE Standards Association (IEEE-SA) Industry Connections -ohjelman puitteissa. Allianssin tarkoituksena on julkaista induktiivista voimaa koskevia standardeja, jotka ovat turvallisia ja energiatehokkaita ja joissa on älykäs virranhallinta. PMA keskittyy myös induktiivisen voiman ekosysteemin luomiseen
    • Rezence oli liitännän standardi, jonka on kehittänyt Alliance for Wireless Power (A4WP).
    • A4WP ja PMA sulautuivat AirFuel Allianceen vuonna 2015.

Kapasitiivisen langattoman latauksen haasteet

Pieni kytkentäkapasitanssi johtuen suuresta raosta

tie ja ajoneuvo

Tarvitset suurtaajuista toimintaa suuren tehon saavuttamiseksi

siirtotasot

Tarvitset suurjännite-/virranvahvistuksen rajoittaaksesi haarukkakenttiä ja

täyttää turvallisuusrajat

Tarvitaan suuria reaktiivisia korvauksia

Vastaavat verkot voittoa ja korvausta varten

Vastaavat verkot voivat tarjota jännite-/virranvahvistuksen ja reaktiivisen kompensoinnin

Impedanssimuunnos pienentää merkittävästi kompensointikoneiden kokoa

Nykyaikaisissa älypuhelimissa

Samsung Galaxy Note 10 -älypuhelimissa on "Wireless PowerShare" -tekniikka

Monet älypuhelinten valmistajat ovat alkaneet lisätä tätä tekniikkaa laitteisiinsa, joista suurin osa ottaa käyttöön langattoman Qi -latausstandardin . Suuret valmistajat, kuten Apple ja Samsung, tuottavat monia puhelimiensa malleja suurella äänenvoimakkuudella ja Qi -ominaisuuksilla. Qi -standardin suosio on saanut muut valmistajat ottamaan tämän omaksi standardikseen. Älypuhelimista on tullut tämän teknologian liikkeellepaneva voima kuluttajien kodeissa, joissa on kehitetty monia kotitalousteknologioita tämän tekniikan hyödyntämiseksi.

Samsung ja muut yritykset ovat alkaneet tutkia ajatusta "pintalatauksesta", rakentaa induktiivinen latausasema koko pinnalle, kuten työpöydälle tai pöydälle. Sitä vastoin Apple ja Anker työntävät telakkapohjaista latausalustaa. Tämä sisältää latausalustat ja levyt, joiden jalanjälki on paljon pienempi. Ne on tarkoitettu kuluttajille, jotka haluavat pienempiä latureita, jotka sijaitsevat yleisissä tiloissa ja sulautuvat kodin nykyiseen sisustukseen. Langattoman latauksen Qi -standardin käyttöönoton vuoksi mikä tahansa näistä latureista toimii minkä tahansa puhelimen kanssa niin kauan kuin puhelin on Qi -yhteensopiva.

Toinen kehitys on langaton käänteinen lataus , jonka avulla matkapuhelin voi purkaa akun langattomasti toiseen laitteeseen.

Esimerkkejä

iPhone X: tä ladataan langattomalla laturilla.
  • Oral-B ladattavien hammasharjat jonka Braun yhtiö on käyttänyt induktiivinen lataus 1990-luvun alusta.
  • Tällä Consumer Electronics Show (CES) tammikuussa 2007, Visteon julkisti induktiivinen maksujärjestelmä ajoneuvon käytöstä voisi laskuttaa vain erityisesti tehty matkapuhelimet MP3-soittimiin yhteensopivien vastaanottimien kanssa.
  • 28. huhtikuuta 2009: Energizerin induktiivinen latausasema Wii -kaukosäätimelle ilmoitettiin IGN: ssä.
  • CES -messuilla tammikuussa 2009 Palm, Inc. ilmoitti, että uusi Pre -älypuhelin on saatavana lisävarusteena saatavalla induktiivisella laturilla "Touchstone". Laturin mukana tuli vaadittu erityinen taustalevy, joka tuli vakiona CES 2010 -messuilla julkistetussa Pre Plus -mallissa. Tämä esiteltiin myös myöhemmissä Pixi-, Pixi Plus- ja Veer 4G -älypuhelimissa. Kun lanseerattiin vuonna 2011, onnettomassa HP: n kosketuslevytaulutietokoneessa (HP: n Palm Inc: n oston jälkeen) oli sisäänrakennettu kosketuskivikela, joka toimi myös antennina NFC: n kaltaiselle Touch to Share -ominaisuudelle.
  • 24. maaliskuuta 2013: Samsung julkisti Galaxy S3: n , joka tukee lisävarusteena saatavaa jälkiasennettavaa takakuoren lisävarustetta, joka sisältyy erilliseen langattomaan lataussarjaan.
  • Nokia julkisti 5. syyskuuta 2012 Lumia 920: n ja Lumia 820: n , jotka tukevat induktiivisen latauksen ja induktiivisen latauksen yhdistämistä lisävarusteen kanssa.
  • 15. maaliskuuta 2013: Samsung toi markkinoille Galaxy S4: n , joka tukee induktiivista latausta lisävarusteen takakannella.
  • 26. heinäkuuta 2013: Google ja ASUS julkistivat Nexus 7 2013 Editionin, jossa on integroitu induktiivinen lataus.
  • 9. syyskuuta 2014: Apple julkisti Apple Watchin (julkaistu 24. huhtikuuta 2015), joka käyttää langatonta induktiivista latausta.
  • 12. syyskuuta 2017: Apple julkisti langattoman AirPower -latausmaton . Sen oli tarkoitus ladata iPhone , Apple Watch ja AirPods samanaikaisesti; tuotetta ei kuitenkaan koskaan julkaistu. 12. syyskuuta 2018 Apple poisti useimmat maininnat AirPowerista verkkosivuiltaan ja 29. maaliskuuta 2019 peruutti tuotteen kokonaan.
Qi -laitteet
  • Google ja LG julkistivat lokakuussa 2012 Nexus 4: n , joka tukee Qi -standardia käyttävää induktiivista latausta.
  • Motorola Mobility julkaisi Droid 3: n ja Droid 4: n , jotka molemmat tukevat valinnaisesti Qi -standardia.
  • 21. marraskuuta 2012 HTC julkisti Droid DNA: n , joka tukee myös Qi -standardia.
  • 31. lokakuuta 2013 Google ja LG lanseerasivat Nexus 5: n , joka tukee induktiivista latausta Qin kanssa.
  • 14. huhtikuuta 2014 Samsung julkisti Galaxy S5: n, joka tukee Qi -langatonta latausta joko langattomalla latauksella tai vastaanottimella.
  • 20. marraskuuta 2015 Microsoft julkisti Lumia 950 XL- ja Lumia 950 -laitteet, jotka tukevat lataamista Qi -standardilla.
  • 22. helmikuuta 2016 Samsung julkisti uuden lippulaivansa Galaxy S7 ja S7 Edge, jotka käyttävät lähes samaa käyttöliittymää kuin Qi. Samsung Galaxy S8 ja Samsung Galaxy Note 8 julkaistiin vuonna 2017 myös ominaisuus Qi langattoman latauksen tekniikka.
  • 12. syyskuuta 2017 Apple ilmoitti, että iPhone 8: ssa ja iPhone X: ssä on langaton Qi -lataus.
Huonekalut
  • Ikeassa on sarja langattomia latauskalusteita, jotka tukevat Qi -standardia.
Kaksi standardia
  • 3. maaliskuuta 2015: Samsung julkisti uuden lippulaivansa Galaxy S6 ja S6 Edge, joissa on langaton induktiivinen lataus sekä Qi- että PMA -yhteensopivien laturien kautta. Kaikki puhelimet Samsung Galaxy S- ja Note -linjoista S6: n jälkeen tukevat langatonta latausta.
  • 6. marraskuuta 2015 BlackBerry julkaisi uuden lippulaivansa BlackBerry Privin , ensimmäisen BlackBerry -puhelimen, joka tukee langatonta induktiivista latausta sekä Qi- että PMA -yhteensopivien laturien kautta.

Tutkimus ja muut

  • Vuonna 2012 avattiin venäläinen yksityinen museo Grand Maket Rossiya, jossa oli induktiivinen lataus mallin autonäyttelyissä.
  • Vuodesta 2017 lähtien Disney Research on kehittänyt ja tutkinut huoneen mittakaavan induktiivista latausta useille laitteille.

Kuljetus

Sähköajoneuvot

Tärkeimmät artikkelit: Akkuinen sähköajoneuvo , Sähköauto , Sähköajoneuvo ja Langaton voimansiirto
Sähköauton langaton pysäköintimaksu lähikuva, 2011 Tokion autonäyttely .
200 kW: n latausalusta linja-autoille, 2020 Bombardier-kuljetus .
  • Hughes Electronics kehitti Magne Charge -rajapinnan General Motorsille . General Motors EV1 sähköauton ladattiin lisäämällä induktiivinen lataus mela astiaan ajoneuvoon. General Motors ja Toyota sopivat tästä käyttöliittymästä ja sitä käytettiin myös Chevrolet S-10 EV- ja Toyota RAV4 EV- ajoneuvoissa.
  • Syyskuu 2015 AUDI Wireless Charging (AWC) esitteli 3,6 kW: n induktiivisen laturin 66. kansainvälisessä autonäyttelyssä (IAA) 2015.
  • 17. syyskuuta 2015 Bombardier-Transportation PRIMOVE esitteli 3,6 kW: n laturin autoille, joka kehitettiin Mannheimin tehtaalla Saksassa.
  • Transport for London on ottanut käyttöön induktiivisen latauksen kaksikerroksisten linja-autojen kokeilussa Lontoossa.
  • Induktiivista Magne Charge -latausta käytettiin useissa sähköajoneuvoissa noin vuonna 1998, mutta se lopetettiin sen jälkeen, kun California Air Resources Board valitsi kesäkuussa 2001 Kaliforniassa sähköajoneuvojen sähköä johtavan SAE J1772-2001 eli " Avcon " -liitäntärajapinnan.
  • Vuonna 1997 Conductix Wampler aloitti langattomalla latauksella Saksassa. Vuonna 2002 Torino aloitti 20 linja -auton käytön 60 kW: n latauksella. Vuonna 2013 Proov osti IPT -tekniikan . Vuonna 2008 tekniikkaa käytettiin jo tulevaisuuden talossa Berliinissä Mercedes A -luokan kanssa. Myöhemmin Evatran aloitti myös Plugless Power -induktiivisen latausjärjestelmän kehittämisen, jonka se väittää olevan maailman ensimmäinen hands-free, pistokkeeton läheisyyslatausjärjestelmä sähköajoneuvoille . Paikallisen kunnan ja useiden yritysten osallistuessa kenttäkokeet aloitettiin maaliskuussa 2010. Ensimmäinen järjestelmä myytiin Googlelle vuonna 2011 työntekijöiden käyttöön Mountain View -kampuksella.
  • Evatran aloitti Plugless L2 Wireless -latausjärjestelmän myynnin yleisölle vuonna 2014.
  • Tammikuu 2019: Volvo-konsernin tytäryhtiö Volvo Group Venture Capital ilmoitti investoivansa yhdysvaltalaiseen langattoman latauksen asiantuntijaan Momentum Dynamicsiin.
  • BRUSA Elektronik AG , sähköajoneuvojen erikoistarjoaja ja kehitysyhtiö, tarjoaa langattoman latausmoduulin nimeltä ICS, jonka teho on 3,7 kW.
  • Cabonlinen, Jaguarin, Momentum Dynamicsin ja Fortum Rechargen kumppanuus käynnistää langattoman latauslaivaston Norjassa Oslossa. Kalustoon kuuluu 25 Jaguar I-Pace -maastoautoa, jotka on varustettu 50-75 kW: n induktiivisilla latauspaikoilla. Tyynyt käyttävät resonanssista induktiivista kytkintä, joka toimii 85 Hz: llä parantaakseen langattoman latauksen tehokkuutta ja kantamaa.

Tekniikka

Kiinteä lataus

Yhdessä induktiivisessa latausjärjestelmässä toinen käämi on kiinnitetty auton alapintaan ja toinen pysyy autotallin lattialla. Ajoneuvojen lataamisen induktiivisen lähestymistavan suurin etu on se, että sähköiskun mahdollisuus ei ole olemassa, koska siinä ei ole paljaita johtimia, vaikka lukitukset, erikoisliittimet ja vikavirtasuojakytkimet (maasulkusuojat tai GFI) voivat tehdä johtavasta kytkennästä lähes yhtä turvallisen. Toyotan induktiivisen latauksen kannattaja väitti vuonna 1998, että kokonaiskustannuserot olivat minimaaliset, kun taas Fordin johtavan latauksen kannattaja väitti johtavan latauksen olevan kustannustehokkaampaa.

Vuodesta 2010 lähtien autonvalmistajat ovat osoittaneet kiinnostuksensa langattomaan lataukseen toisena osana digitaalista ohjaamoa . Consumer Electronics Association käynnisti toukokuussa 2010 ryhmän, joka asettaa lähtökohdan latureiden yhteentoimivuudelle. Eräänä merkkinä tulevasta tiestä General Motorsin johtaja johtaa standardeja, ponnisteluryhmää. Toyotan ja Fordin johtajat kertoivat olevansa kiinnostuneita myös tekniikasta ja standardeista.

Daimlerin tulevaisuuden liikkuvuuden johtaja, professori Herbert Kohler on kuitenkin ilmaissut varovaisuuden ja sanonut, että sähköautojen induktiivinen lataus on vähintään 15 vuoden päässä (vuodesta 2011) ja sähköautojen induktiivisen latauksen turvallisuusnäkökohtia ei ole vielä tutkittu tarkemmin . Mitä esimerkiksi tapahtuisi, jos joku, jolla on sydämentahdistin, on ajoneuvon sisällä? Toinen haittapuoli on se, että tekniikka vaatii tarkan kohdistuksen induktiivisen noukin ja latauslaitteen välillä.

Marraskuussa 2011 Lontoon pormestari , Boris Johnson ja Qualcomm ilmoitti tutkimuksessa 13 langattoman latauksen pistettä ja 50 sähköajoneuvojen että Shoreditch alueella Lontoossa n Tech kaupunki , joka on määrä kaulitaan vuoden 2012 alussa lokakuussa 2014 Utahin yliopistossa vuonna Salt Lake Cityssä , Utahissa lisäsi sähköinen linja sen joukkoliikenteeseen laivaston käyttävä induktio levy lopussa sen reitin latautua. Alueellinen julkisen liikenteen virasto UTA suunnittelee vastaavien linja -autojen käyttöönottoa vuonna 2018. Marraskuussa 2012 langaton lataus otettiin käyttöön 3 bussilla Utrechtissa , Alankomaissa. Tammikuussa 2015 Milton Keynesiin, Englantiin, esiteltiin kahdeksan sähköbussia, jotka käyttävät induktiivista latausta tie/proov/ipt -tekniikalla matkan kummassakin päässä pidentääkseen yön hintaa., Myöhemmin seurasivat bussireitit Bristolissa, Lontoossa ja Madridissa.

Dynaaminen lataus

Korean Advanced Institute of Science and Technologyn (KAIST) tutkijat ovat kehittäneet sähköisen kuljetusjärjestelmän (nimeltään Online Electric Vehicle , OLEV), jossa ajoneuvot saavat virtaa tienpinnan alla olevasta virtalähteestä langattomasti. Teknologian kaupallistaminen ei ole onnistunut korkeiden kustannusten vuoksi, ja sen suurin tekninen haaste on alhainen tehokkuus. Dynaamisen induktiivisen latausinfrastruktuurin havaittiin lisäävän heijastavien halkeamien esiintymistä tienpinnoissa.

Lääketieteelliset vaikutukset

Langaton lataus vaikuttaa lääketieteen alaan, koska se voi ladata ihon alle sijoitettuja implantteja ja antureita pitkällä aikavälillä. Tutkijat ovat pystyneet tulostamaan langattoman tehonsiirtoantennin joustaville materiaaleille, jotka voidaan sijoittaa potilaiden ihon alle. Tämä voi tarkoittaa sitä, että ihon alla olevat laitteet, jotka voivat seurata potilaan tilaa, voivat elää pidempään ja tarjota pitkiä havainto- tai seuranta-aikoja, jotka voivat johtaa lääkäreiden parempaan diagnoosiin. Nämä laitteet voivat myös helpottaa latauslaitteiden, kuten sydämentahdistimien, helpottamista potilaalle sen sijaan, että laitteen paljastettu osa työntyy ihon läpi, jotta lataus voidaan tehdä langallisesti. Tämä tekniikka mahdollistaisi täysin istutetun laitteen tekemisen turvallisemmaksi potilaalle. On epäselvää, hyväksytäänkö tämä tekniikka käytettäväksi - näiden laitteiden turvallisuudesta tarvitaan lisää tutkimusta. Vaikka nämä joustavat polymeerit ovat turvallisempia kuin harjattavat diodisarjat, ne voivat olla alttiimpia repeytymiselle joko sijoittamisen tai poistamisen aikana muovimateriaalille painetun antennin hauraan luonteen vuoksi. Vaikka nämä lääketieteelliset sovellukset näyttävät hyvin spesifisiltä, ​​näillä joustavilla antenneilla saavutettua nopeaa voimansiirtoa tarkastellaan laajemmissa laajemmissa sovelluksissa.

Ajoneuvojen tutkimus ja kehitys

Työtä ja kokeiluja on parhaillaan käynnissä tämän tekniikan suunnittelussa sähköautoihin. Tämä voitaisiin toteuttaa käyttämällä ennalta määritettyä reittiä tai johtimia, jotka siirtäisivät virtaa ilmavälin poikki ja lataisivat ajoneuvon ennalta määrätylle reitille, kuten langattomalle latauskaistalle. Ajoneuvot, jotka voisivat hyödyntää tämän tyyppistä langatonta latauskaistaa laajentaakseen sisäisten akkujensa kantamaa, ovat jo tiellä. Jotkut ongelmista, jotka estävät tällä hetkellä näiden kaistojen yleistymisen, ovat tämän infrastruktuurin asentamisesta aiheutuvat alkuperäiset kustannukset, joista hyötyisi vain pieni osa tällä hetkellä tiellä olevista ajoneuvoista. Toinen komplikaatio on seurata, kuinka paljon kukin ajoneuvo kuluttaa/vetää kaistalta. Ilman kaupallista tapaa ansaita rahaa tällä tekniikalla monet kaupungit ovat jo hylänneet suunnitelmat sisällyttää nämä kaistat julkisiin töihin liittyviin menoihin. Tämä ei kuitenkaan tarkoita sitä, etteikö autot pystyisi hyödyntämään laajamittaista langatonta latausta. Ensimmäisiä kaupallisia askeleita on jo otettu käyttöön langattomilla matoilla, joiden avulla sähköajoneuvoja voidaan ladata ilman johdollista yhteyttä, kun ne pysäköidään latausmatolle. Näihin suuriin hankkeisiin liittyy joitakin ongelmia, joihin kuuluu suurten lämpömäärien tuottaminen kahden latauspinnan välillä ja jotka voivat aiheuttaa turvallisuusongelman. Tällä hetkellä yritykset suunnittelevat uusia lämmön hajautusmenetelmiä, joilla ne voivat torjua tätä ylimääräistä lämpöä. Näitä yrityksiä ovat useimmat suuret sähköajoneuvojen valmistajat, kuten Tesla , Toyota ja BMW .

Katso myös

Viitteet

Ulkoiset linkit