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La nouvelle technologie de recharge sans fil de l’Université Chalmers peut fournir jusqu’à 500 kW de puissance avec moins de 2 % de perte.
Des chercheurs de l'Université Chalmers en Suède affirment avoir développé une technologie de recharge sans fil capable de charger des batteries jusqu'à 500 kilowatts sans les connecter à un chargeur avec des câbles.Ils affirment que le nouvel équipement de chargement est complet et prêt pour la production en série.Cette technologie ne sera pas nécessairement utilisée pour recharger les véhicules personnels, mais elle peut être utilisée dans les ferries électriques, les bus ou les véhicules sans pilote utilisés dans l'exploitation minière ou l'agriculture pour recharger sans utiliser de bras robotique ni se connecter à une source d'alimentation.
Yujing Liu, professeur de génie électrique au Département de génie électrique de l'Université Chalmers, se concentre sur la conversion des énergies renouvelables et l'électrification des systèmes de transport.« La marina pourrait avoir un système intégré pour facturer le ferry à certains arrêts lorsque les passagers montent et descendent du navire.Automatique et totalement indépendant des intempéries et du vent, le système peut être rechargé 30 à 40 fois par jour.Les camions électriques nécessitent une charge haute puissance.les câbles de chargement peuvent devenir très épais, lourds et difficiles à manipuler.
Liu a déclaré que le développement rapide de certains composants et matériaux au cours des dernières années a ouvert la porte à de nouvelles possibilités de recharge.« Le facteur clé est que nous avons désormais accès à des semi-conducteurs en carbure de silicium de haute puissance, appelés composants SiC.En matière d’électronique de puissance, elles ne sont présentes sur le marché que depuis quelques années.Ils nous permettent d’utiliser des tensions plus élevées, des températures plus élevées et des fréquences de commutation plus élevées », a-t-il déclaré.Ceci est important car la fréquence du champ magnétique limite la puissance pouvant être transférée entre deux bobines d’une taille donnée.
« Les précédents systèmes de recharge sans fil pour véhicules utilisaient des fréquences autour de 20 kHz, tout comme les fours conventionnels.Ils devenaient volumineux et le transfert de puissance était inefficace.Nous travaillons désormais à des fréquences quatre fois supérieures.Puis l’intronisation est devenue soudainement attrayante », a expliqué Liu.Il a ajouté que son équipe de recherche entretient des liens étroits avec deux des principaux fabricants mondiaux de modules SiC, l'un aux États-Unis et l'autre en Allemagne.
« Grâce à eux, le développement rapide des produits sera orienté vers des courants, des tensions et des effets plus élevés.Tous les deux ou trois ans, de nouvelles versions plus tolérantes seront introduites.Ces types de composants sont des facteurs importants ; il existe un large éventail d’applications dans les véhicules électriques, pas seulement la recharge inductive.« .
Une autre avancée technologique récente concerne les fils de cuivre dans des bobines qui envoient et reçoivent respectivement un champ magnétique oscillant qui forme un pont virtuel pour le flux d’énergie à travers un entrefer.Le but ici est d’utiliser la fréquence la plus élevée possible.« Ensuite, cela ne fonctionne pas avec des bobines entourées de fil de cuivre ordinaire.Cela provoque des pertes très importantes aux hautes fréquences », a déclaré Liu.
Au lieu de cela, les bobines sont désormais constituées de « cordes de cuivre » tressées composées de 10 000 fibres de cuivre d’une épaisseur de seulement 70 à 100 microns – soit environ la taille d’une mèche de cheveux humains.De telles tresses de fils de Litz, adaptées aux courants et fréquences élevés, sont également apparues plus récemment.Un troisième exemple de nouvelle technologie permettant une charge sans fil puissante est un nouveau type de condensateur qui augmente la puissance réactive nécessaire à la bobine pour créer un champ magnétique suffisamment puissant.
Liu a souligné que le chargement des véhicules électriques nécessite plusieurs étapes de conversion entre le courant continu et le courant alternatif, ainsi qu'entre différents niveaux de tension.« Ainsi, lorsque nous disons que nous avons atteint une efficacité de 98 % du courant continu de la station de recharge à la batterie, ce chiffre n'a probablement pas beaucoup d'importance à moins que vous ne sachiez clairement ce que vous mesurez.Mais on peut dire la même chose., Que vous utilisiez le produit, des pertes surviennent soit lors d'une charge conductrice conventionnelle, soit lors d'une charge inductive.L'efficacité que nous avons aujourd'hui atteinte signifie que les pertes dans une charge inductive peuvent être presque aussi faibles que dans un système de charge par conduction.La différence est si minime qu’en pratique elle est négligeable, de l’ordre de un à deux pour cent.»
Les lecteurs de CleanTechnica adorent les spécifications, alors voici ce que nous savons d'Electrive.L'équipe de recherche de Chalmers affirme que son système de recharge sans fil est efficace à 98 % et capable de fournir jusqu'à 500 kW de courant continu par deux mètres carrés avec un espace d'air de 15 cm entre le sol et les coussinets embarqués.Cela correspond à une perte de seulement 10 kW, soit 2 % de la puissance de charge maximale théorique.
Liu est optimiste quant à cette nouvelle technologie de recharge sans fil.Par exemple, il ne pense pas que cela remplacera la façon dont nous rechargeons les voitures électriques.« Je conduis moi-même une voiture électrique et je ne pense pas que la recharge inductive fera une différence à l'avenir.Je rentre chez moi en voiture, je le branche… pas de problème.sur les câbles.« Il ne faut peut-être pas affirmer que la technologie elle-même est plus durable.Mais cela pourrait faciliter l’électrification des gros véhicules, ce qui pourrait accélérer la suppression progressive de matériels tels que les ferries fonctionnant au diesel », a-t-il déclaré.
Recharger une voiture est très différent de recharger un ferry, un avion, un train ou une plate-forme pétrolière.La plupart des voitures sont garées 95 % du temps.La plupart des équipements professionnels sont en service constant et ont hâte d'être rechargés.Liu voit les avantages de la nouvelle technologie de charge inductive pour ces scénarios commerciaux.Personne n’a vraiment besoin de recharger une voiture électrique de 500 kW dans le garage.
Cette étude ne se concentre pas sur la recharge sans fil en soi, mais sur la manière dont la technologie continue d’introduire de nouvelles façons de faire, moins coûteuses et plus efficaces, qui pourraient accélérer la révolution des véhicules électriques.Pensez-y comme à l'apogée du PC, lorsque la dernière et la meilleure machine était obsolète avant même que vous rentriez de Circuit City.(Vous vous en souvenez ?) Aujourd’hui, les véhicules électriques connaissent un élan de créativité similaire.Une si belle chose !
Steve écrit sur la relation entre la technologie et la durabilité depuis son domicile en Floride ou partout où la Force l'emmène.Il se targue d'être « éveillé » et ne se soucie pas de savoir pourquoi le verre se brise.Il croit ce que Socrate disait il y a 3 000 ans : « Le secret du changement est de concentrer toute votre énergie sur la création du nouveau, et non sur la lutte contre l’ancien. »
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Heure de publication : 16 mars 2023