Un jour, votre chargeur EV pourrait être la route elle-même

Une façon d'étendre l'autonomie des véhicules électriques peut être de fournir de l'énergie sans fil grâce à des bobines placées sous la surface d'une route. Mais charger des véhicules en mouvement avec des chargeurs sans fil haute puissance en dessous d'eux est complexe.

Niveau du sol: Des chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord ont conçu ce chargeur sans fil de preuve de concept pour le déplacement de véhicules électriques.

Des chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord ont mis au point un moyen de fournir de l'énergie aux véhicules en mouvement à l'aide de composants électroniques simples, plutôt que de l'électronique de puissance coûteuse ou des capteurs complexes précédemment utilisés. Le système utilise un récepteur spécialisé qui induit une rafale de puissance uniquement lorsqu'un véhicule passe au-dessus d'un émetteur sans fil. Les premiers modèles indiquent que le placement de bobines de charge dans 10 % d'une chaussée étendrait l'autonomie d'un véhicule électrique d'environ 60 à 300 milles, selon Srdjan Lukic , professeur adjoint de génie électrique au NCSU.

La recharge sans fil par induction magnétique - le même type généralement utilisé pour les brosses à dents électriques - est recherchée par un certain nombre d'entreprises pour l'électronique grand public et les véhicules électriques (voir Recharge sans fil : le temps est-il enfin arrivé ? ). De tels chargeurs fonctionnent en envoyant du courant à travers une bobine, qui produit un champ magnétique. Lorsqu'une voiture avec sa propre bobine est placée au-dessus de l'émetteur, le champ magnétique induit un flux d'énergie qui charge les batteries.

Les chargeurs inductifs fixes pour véhicules électriques utilisent généralement des capteurs pour s'assurer que les bobines réceptrices du véhicule sont correctement alignées au-dessus des socles de charge sans fil. Le système des chercheurs du NCSU fonctionne sans capteurs de position dans le but de simplifier la conception et de la rendre plus efficace. Lorsqu'il n'y a pas de véhicules, la bobine émettrice dégage un champ faible. Mais lorsqu'un véhicule avec un récepteur passe, l'électronique du récepteur déclenche un champ magnétique puissant et un flux d'énergie qui l'accompagne, explique Lukic.

Le contrôle précis du moment où les bobines de la chaussée produisent un champ magnétique est important pour des raisons de sécurité ; si le champ manque les bobines réceptrices de la voiture, il pourrait se fixer à des parties de la voiture ou attirer des objets errants. D'une manière ou d'une autre, nous devons canaliser ou contenir le champ magnétique produit par l'émetteur pour qu'il soit toujours juste en dessous du récepteur. Nous ne pouvons pas simplement diffuser un champ puissant dans l'environnement, dit Lukic. Certaines conceptions ont une série de bobines qui sont toujours sous tension, mais cette approche n'est pas économe en énergie, ajoute-t-il.

Dans un chargeur à induction stationnaire, le récepteur de puissance est constitué d'une simple bobine. Le dispositif NCSU est plus sophistiqué. Il utilise des condensateurs et des inductances pour manipuler le transfert de puissance et le champ magnétique, explique Lukic. Le couplage entre l'émetteur et le récepteur pourrait se faire avec de l'électronique de puissance, mais un tel système serait plus cher que le dispositif NCSU, dit-il.

Les chercheurs ont réalisé un prototype de faible puissance et ont l'intention d'atteindre une puissance de 50 kilowatts, soit l'équivalent des chargeurs rapides à courant continu, qui fonctionnent plus efficacement que les chargeurs à courant alternatif conventionnels.

L'intérêt commercial pour les systèmes de recharge sans fil pour les véhicules en mouvement augmente. Qualcomm travaille sur un système de charge dynamique qui s'appuie sur sa stationnaire actuelle chargeur EV sans fil . L'Université de l'Utah a testé une infrastructure de recharge sans fil pour les bus urbains et a créé une société appelée Électrification avancée des véhicules sans fil pour construire des produits commerciaux. Avec le système de l'Utah, un bus pourrait se recharger à partir de bobines placées sous la surface de la route où les passagers chargent ou aux feux de circulation. Le transfert de puissance sans fil dynamique pourrait également être utilisé pour les robots.

Les techniques que les chercheurs du NCSU ont utilisées pour la charge dynamique des véhicules électriques ont déjà été appliquées dans certains appareils électroniques grand public, explique Katie Hall, directrice de la technologie de WiTricity, une entreprise qui fabrique des équipements de charge sans fil. Mais l'outillage électronique utilisé pour les petits appareils électroniques, tels que les commutateurs, n'est pas facilement disponible pour les applications à haute puissance. Ce type de technologie ne s'adapte pas de manière transparente aux kilowatts ou aux centaines de kilowatts, dit-elle.

Le laboratoire national d'Oak Ridge travaille également sur des moyens de faire correspondre automatiquement l'émetteur et le récepteur de puissance sans fil, explique Omer Onar, un chercheur qui travaille sur la recharge de véhicules sans fil là-bas. Le nouveau travail ne traite que d'un des obstacles de la tarification dynamique, dit-il : La plupart des obstacles [commerciaux] sont associés aux coûts et à l'infrastructure.

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