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运动中无线充电-NSK彻底改变电动汽车的社会价值

时间:2020-02-01 13:04:00 来源:手机购彩快三有限公司 点击:472次 内容形式:图文结合

  在东京国际展览中心(Tokyo Big Sight)举行的东京汽车展(Tokyo Motor Show 2019)上,NSK展示了其以“让未来动起来”为愿景的众多新技术和未来技术。

  其中之一是运动无线充电,这是一项开创性的技术,有望提供一种全新的能源基础设施。我们与NSK参与这项技术开发的关键工程师之一助理Daisuke Gunji进行了交谈。

  从嵌在道路上的线圈行驶时为电动汽车(EV)充电──什么是运动无线充电?

  简而言之,它是一种用于将道路中嵌入的线圈中的电流传输至行驶中的车辆的系统;然后由该电力为车辆供电。该技术的优势在于,它使电动汽车具有更小的电池。

  现在,如果您想增加电动汽车的行驶距离,则必须安装更大的电池。电动汽车中使用的锂离子电池确实很棒,但与汽油相比,它们很重,而且仍然很昂贵。此外,随着电动汽车的普及和电池产量的急剧增加,以及制造它们时排放的大量二氧化碳,电池材料的有限是我们将面临的另一个问题。如果电动汽车需要更少,更小巧的锂离子电池,那将是更好的选择。

  另一方面,电动火车在没有携带电池的情况下运行,对吗?那是因为他们从电力线上获得电力。如果我们能对电动汽车做同样的事情,它们的电池可能会更小。但是与火车不同的是,汽车不会遵循一系列的轨道,而是可以自由移动,因此我们无法通过固定线路为其供电。这就是为什么我们要尝试以无线方式发送电力。

  ──在汽车行驶的整个道路上是否都需要嵌入线圈?

  否。要考虑需要在哪些地方嵌入线圈,我们在研究中心附近的城镇周围开了汽车,以调查汽车在哪里行驶以及行驶了多长时间。

  我们发现,大约有四分之一的时间都花在交通信号灯前30米以内。因此,如果您开车一个小时,大约需要15分钟才能在交通信号灯旁等候。在纽约或东京等大城市,时间可能更长。换句话说,如果我们在交通信号灯前30米以下安装线圈,那么电动汽车很可能会获得足够的能量以使用较小的电池供电。

  如果一切按计划进行,那么电动汽车的电池充电水平几乎不会改变。换句话说,您甚至不必费心插入汽车即可充电。毕竟,每次开车后都要为电动汽车充电是一件很痛苦的事,对吗?但是,通过动态无线充电,我们可以得到不需要插电的电动汽车。电动汽车的整个当前概念是,除非用户投入能量,否则它将无法行驶到任何地方。 ,人们将能够继续行驶而不受范围限制。随着无人驾驶自动驾驶汽车的出现,这项技术也将极为重要。

  实际上,我们的愿景远不止于此。太阳能和风能等可再生能源的输出会根据天气波动很大。这就提出了一个棘手的问题,即如何控制公用电网上的波动,以便稳定地使用可再生能源。一种解决方案是使用在城镇周围行驶的许多电动汽车的电池来存储电力。

  再说一次,我不仅在谈论插入充电站的电动汽车。理想情况是我们可以使用城镇周围行驶的所有电动汽车来存储能量。只有运动无线充电才有可能。将来,动态无线充电技术还应该能够帮助解决需求响应,即根据需要调整电源需求。

  从靠近路面的位置有效地接收和使用能源

  ──NSK提出的动态无线充电系统不仅是无线的,而且还是轮毂电机。为什么以轴承闻名的NSK开发轮毂电机?

  鉴于我们的业务,我们更有可能更终制造轮毂电机中使用的零件,而不是电机本身。但是,要了解各部分,我们需要了解整个单元。我们的开发范围包括将整个单元实际安装到测试车中,并且我们打算向客户提供在此过程中获得的知识。

  我们10年前就开始研发轮毂电机。此外,我们一直在与东京大学进行无线充电的联合研究。电动汽车不仅环保。它们还具有出色的机动性。对这些好处的追求是导致我们的轮毂电机的原因,而将它们与动态无线充电相结合确实使NSK的技术脱颖而出。

  ──轮毂电机和动态无线充电相结合的优势是什么?

  目前,除我们以外的其他动态充电系统在车身下方均设有线圈。通过这种设置,接地线圈和接收线圈之间的间隙会波动。无线充电的效率越差,离接地线圈的距离就越远。

  因此,如果将线圈放在更靠近路面的轮毂中,则距离会更短且更稳定。通过这样做,我们可以提高无线充电的效率。

  我们已经在实验中证实,我们的系统可以以92.5%的效率充电。因此,另一个优点是效率高,埋入道路的线圈仅需很短,这意味着安装成本将降低。

  ──如何使用电力?

  当车辆在行驶中时,功率由电动机使用,而当未在电动机中使用时,功率被发送以存储在车辆的电池中。通过动态充电,我们可以将系统设置为在不需要电力时不接收电力,也可以使系统仅接收所需电量。

  由于无线接收到的交流电具有较高的频率,因此,如果到转换器电路的电缆很长,则会造成相当大的损耗。由于我们希望使该距离尽可能短,因此将直流转换成靠近车轮的位置(即车轮内部)非常重要。

  在性能方面,我们说的是每个车轮25千瓦的电动机。因此,安装在两个车轮中,您可以获得微型汽车的性能,安装在四个车轮中,您可以获得小型乘用车。

  研究主题之一是车辆能够以多快的速度行驶并仍在行驶中充电。埋在地下的一个线圈不能做那么长。如果时间太长,则无法与接收器线圈的大小相匹配,从而导致功率浪费。

  而且,汽车行驶时速度越快,经过接地线圈的时间就越短。例如,如果汽车以每小时36公里(或每秒10米)的速度驶过一米长的接地线圈,则将在十分之一秒的时间内通过。

  我们正在研究的系统假定只有在系统检测到汽车直接在线圈上方时才传输功率。这很困难,因为我们要处理的时间只有十分之几秒。无论如何,我们都希望避免在没有汽车高架时传输电力,以免浪费电力。

  总体而言,轮毂电机的运动无线充电的实际实施是一个非常艰巨的挑战。通过首先有针对性地研究棘手的问题,我们可以创建不带轮毂电机的版本,还可以将我们的专有技术“重新利用”到没有无线充电系统的轮毂电机设计中。

  为社会做出贡献的真正决心,而不仅仅是技术研究

  ──您觉得在这个项目上工作很有意义吗?

  运动中的无线充电不仅仅与汽车有关;它涉及到更大的问题,即我们如何在整个社会中处理能源。电动汽车还不是故事的结局。结果是对二氧化碳排放量更低且能够确保整个基础设施实现良好能源平衡的世界的未来愿景。难题之一就是运动无线充电技术。

  在许多,人口老龄化和劳动力萎缩正在增加对自动驾驶汽车的需求。我相信,动态无线充电将成为支持自动驾驶汽车的关键技术。

  尽管这只是难题的一部分,但我个人认为,应对开发解决社会问题并影响社会未来的基础技术的挑战非常值得。我有信心整个开发团队和整个NSK的每个人都有相同的感觉。


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