Un vehículo eléctrico en línea (OLEV) es un vehículo eléctrico que se carga de forma inalámbrica mientras se mueve mediante inducción electromagnética (la transferencia inalámbrica de energía a través de campos magnéticos ). Funciona mediante el uso de una carretera de "recarga" segmentada que induce una corriente en los módulos de "recogida" del vehículo.
Los vehículos eléctricos en línea son el primer sistema de transporte público que utiliza una carretera de "recarga" y fue lanzado por primera vez el 9 de marzo de 2010 por el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST). [1]
Descripción mecánica
El sistema de vehículos eléctricos en línea se divide en dos partes principales: la carretera segmentada de "recarga" y los módulos de "recogida" del vehículo.
En el camino
En el camino de la "recarga", los delgados núcleos de ferrita en forma de W ( núcleos magnéticos utilizados en la inducción) están enterrados a 30 cm bajo tierra en una estructura similar a una espina de pescado. Los cables de alimentación se envuelven alrededor del centro de las estructuras de espinas de pescado para hacer las "bobinas primarias". Este diseño combina los campos magnéticos de los dos lados de los cables y da forma a los campos de una manera que maximiza la inducción. Además, las bobinas primarias se colocan en segmentos a lo largo de ciertos tramos de la carretera, de modo que solo se necesita remodelar entre el 5% y el 15% de la carretera. Para alimentar las bobinas primarias, los cables se conectan a la red eléctrica nacional de Corea del Sur a través de un inversor de energía . El inversor acepta 60 Hz 3-fase 380 o 440 de tensión de la red para generar 20 k Hz de la electricidad de CA en los cables. A su vez, los cables crean un campo magnético de 20 kHz que envía un flujo a través de los delgados núcleos de ferrita a las pastillas del OLEV. [2] [3] [4] [5]
En el vehiculo
Adosados debajo del vehículo, hay módulos "pick-up", o las bobinas secundarias, que consisten en núcleos de ferrita anchos en forma de W con cables enrollados alrededor del centro. Cuando los captadores "captan" el flujo de las bobinas primarias, cada captador gana aproximadamente 17 kW de potencia de la corriente inducida. Esta energía se envía al motor eléctrico y la batería a través de un regulador (un dispositivo de gestión que puede distribuir la energía según la necesidad), cargando así el vehículo de forma inalámbrica. [2] [3] [4] [5]
Modelos [2]
Modelo | Peso | Forma del núcleo en Bobina primaria | Forma del núcleo en Bobina secundaria | Espacio de aire entre Carretera y recogida | Eficiencia energetica | Potencia ganada por recogida | Potencia de caballo eléctrica | Corriente en bobina primaria | Mecanismo adicional |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Generación 1 (carro pequeño) | 10 kilogramos | Forma de E | Forma de E | 1 cm | 80% | 3 kilovatios | 4.02Cv | 100 amperios | Alineamiento vertical Mecanismo de 3 mm |
Generación 2 (autobús) | 80 kilogramos | Forma de U | Largo, plano | 17 cm | 72% | 6 kilovatios | 8.04Cv | 200 amperios | Cables de retorno para bobinas primarias |
Generación 3 (SUV) | 110 kilogramos | Forma de W delgada | Forma de W ancha | 17 cm | 71% | 17 kW | 22,79 CV | 200 amperios | Ninguno |
Como se ve en la tabla anterior, el OLEV de generación 1 carece de un margen de error realista. La corriente más baja significa un campo magnético más pequeño y requiere que la bobina secundaria esté muy cerca del piso, lo que puede ser un problema mientras conduce. Además, si las bobinas primaria y secundaria están desalineadas verticalmente por una distancia superior a 3 mm, la eficiencia energética disminuye considerablemente.
Para solucionar estos problemas, KAIST desarrolló la generación 2 OLEV. En el OLEV gen 2, la corriente en la bobina primaria se duplicó para crear un campo magnético más fuerte que permite un espacio de aire más grande. Los núcleos de ferrita en las bobinas primarias se cambiaron a una forma de U y los núcleos en la bobina secundaria se cambiaron a una forma de placa plana para recoger la mayor cantidad de flujo posible. Este diseño permite que la desalineación vertical sea de unos 20 cm con una eficiencia energética del 50%. Sin embargo, los núcleos en forma de U también requieren cables de retorno que aumentan el costo de producción. En general, el gen 2 compensó los márgenes del gen 1, pero fue más costoso.
En respuesta al problema del costo de la generación 2, se desarrolló la tercera generación de OLEV. El OLEV de tercera generación utiliza núcleos de ferrita ultradelgados en forma de W en la bobina primaria para reducir la cantidad de ferrita utilizada a 1/5 de la generación 2 y eliminar la necesidad de cables de retorno. La bobina secundaria utiliza una variación más gruesa de los núcleos en forma de w como una forma de compensar el área menor para que fluya el flujo magnético en comparación con la generación 2. En general, el OLEV de la generación 3 compensó los pequeños márgenes de la generación 1 y mayor costo de gen 2.
Beneficios y problemas [6] [7]
Beneficios
- Cero emisiones
- 31% de los costos operativos en comparación con las contrapartes que funcionan con gas
- Menores costos de mantenimiento y fabricación.
- No se necesita estación de carga
- Se puede almacenar como vehículos normales.
Asuntos
- Las redes eléctricas modernas no pueden manejar OLEV a gran escala
- La instalación es costosa
- Puede quedarse sin energía en el tráfico pesado
- Límite de velocidad de 60 mph
- No puede funcionar durante cortes de energía
Patentes
KAIST anunció que ha solicitado más de 120 patentes [8] en relación con OLEV.
Reconocimiento
En noviembre de 2010, los cargadores integrados en la carretera de KAIST fueron seleccionados como las 50 mejores invenciones de 2010 de Time . [9] [10]
Controversia
La comercialización de la tecnología no ha tenido éxito, lo que generó una controversia sobre la financiación pública continuada de la tecnología en 2019 [11].
Ver también
Referencias
- ^ Salmon, Andrew (3 de octubre de 2010). "Corea presenta el 'futuro del transporte': el vehículo eléctrico en línea | The Times" . The Times .
- ^ a b c Lee, S .; Huh, J .; Park, C .; Choi, NS; Cho, GH; Rim, CT (1 de septiembre de 2010). "Vehículo eléctrico en línea mediante sistema de transferencia de potencia inductiva". Congreso y Exposición de Conversión de Energía de IEEE 2010 : 1598–1601. doi : 10.1109 / ECCE.2010.5618092 . ISBN 978-1-4244-5286-6.
- ^ a b Calce, HW; Kim, JW; Cho, DH (1 de mayo de 2014). "Un análisis sobre la variación de potencia de la estructura SMFIR". Conferencia de transferencia de energía inalámbrica IEEE 2014 (WPTC) : 189-192. doi : 10.1109 / WPT.2014.6839579 . ISBN 978-1-4799-2923-8.
- ^ a b Yoon, Lan (7 de agosto de 2013). "El vehículo eléctrico en línea inalámbrico de KAIST (OLEV) recorre las carreteras del centro de la ciudad" . www.kaist.edu . Kaist . Consultado el 3 de noviembre de 2016 .
- ^ a b Diseño interdisciplinario: Actas de la 21ª Conferencia de Diseño CIRP . Mary Kathryn Thompson. ISBN 9788989693291.
- ^ Fazal, Rehan (9 de octubre de 2013). "Vehículo eléctrico online" . Cite journal requiere
|journal=
( ayuda ) - ^ Suh, NP; Cho, DH; Rim, CT (2011). "Diseño de Vehículo Eléctrico On-Line (OLEV)" . springerprofessional.de . Springer Berlín Heidelberg.
- ^ Salmon, Andrew (9 de marzo de 2010). "Corea del Sur presenta 'carretera de recarga' para autobuses ecológicos" . The Times . Londres . Consultado el 20 de julio de 2010 .
- ^ "El cargador de carretera integrado de KAIST entre los mejores inventos de 2010" . El Chosun Ilbo . 15 de noviembre de 2010 . Consultado el 15 de noviembre de 2010 .
- ^ Rachelle Dragani (11 de noviembre de 2010). "Cargadores integrados en la carretera - Los 50 mejores inventos de 2010 - TIME" . Revista Time . Consultado el 15 de noviembre de 2010 .
- ^ Kwak Yeon-soo (24 de marzo de 2019). "Nominado a ministro de TIC acusado de malgastar dinero en investigación" . The Korea Times .
- ^ "ABB demuestra la tecnología para alimentar un bus eléctrico de carga flash en 15 segundos" . www.abb.com . Consultado el 27 de octubre de 2016 .