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Chalmers University의 새로운 무선 충전 기술은 2% 미만의 손실로 최대 500kW의 전력을 제공할 수 있습니다.
스웨덴 찰머스대학교 연구진이 케이블로 충전기에 연결하지 않고도 배터리를 최대 500kW까지 충전할 수 있는 무선충전 기술을 개발했다고 밝혔다. 그들은 새로운 충전 장비가 완성되어 양산 준비가 되었다고 말합니다. 이 기술은 반드시 개인용 승용차 충전에 사용되는 것은 아니지만 전기 페리나 버스, 광산이나 농업에 사용되는 무인 차량에 로봇 팔을 사용하거나 전원에 연결하지 않고도 충전할 수 있다.
Chalmers University 전기 공학과의 전기 공학 교수인 Yujing Liu는 재생 가능 에너지 전환과 운송 시스템의 전기화에 중점을 두고 있습니다. “선착장에는 승객이 배에 승하차할 때 특정 정류장에서 페리를 충전하는 시스템이 내장될 수 있습니다. 자동으로 날씨와 바람에 전혀 영향을 받지 않는 이 시스템은 하루에 30~40회 충전할 수 있습니다. 전기 트럭에는 높은 전력 충전이 필요합니다. 충전 케이블은 매우 두꺼워지고 무거워져 다루기가 어려워질 수 있습니다.”
Liu는 최근 몇 년 동안 특정 부품 및 재료의 급속한 개발로 인해 새로운 충전 가능성의 문이 열렸다고 말했습니다. “핵심 요소는 이제 우리가 소위 SiC 부품이라고 불리는 고전력 실리콘 카바이드 반도체에 접근할 수 있다는 것입니다. 전력 전자 분야의 경우 시장에 출시된 지 불과 몇 년밖에 되지 않았습니다. 이를 통해 우리는 더 높은 전압, 더 높은 온도, 더 높은 스위칭 주파수를 사용할 수 있게 되었습니다.”라고 그는 말했습니다. 자기장의 주파수는 주어진 크기의 두 코일 사이에 전달될 수 있는 전력을 제한하기 때문에 이는 중요합니다.
“기존 차량용 무선충전 시스템은 기존 오븐과 마찬가지로 20kHz 내외의 주파수를 사용했습니다. 부피가 커지고 전력 전달이 비효율적이었습니다. 이제 우리는 4배 더 높은 주파수에서 작업하고 있습니다. 그러다가 갑자기 인덕션이 매력적이게 됐어요.”라고 Liu는 설명했습니다. 그는 자신의 연구팀이 세계 최고의 SiC 모듈 제조업체인 미국과 독일 두 곳과 긴밀한 관계를 유지하고 있다고 덧붙였습니다.
“이를 통해 제품의 급속한 개발은 더 높은 전류, 전압 및 효과를 지향하게 될 것입니다. 2~3년마다 좀 더 수용성이 뛰어난 새 버전이 출시될 것입니다. 이러한 유형의 부품은 중요한 요소이며, 유도 충전뿐만 아니라 전기 자동차에도 다양한 응용 분야가 있습니다.” “.
최근의 또 다른 기술적 혁신은 공극을 가로지르는 에너지 흐름을 위한 가상 브리지를 형성하는 진동 자기장을 각각 보내고 받는 코일의 구리선과 관련이 있습니다. 여기서 목표는 가능한 가장 높은 주파수를 사용하는 것입니다. “그러면 일반 구리선으로 둘러싸인 코일에서는 작동하지 않습니다. 이로 인해 고주파수에서 매우 큰 손실이 발생합니다.”라고 Liu는 말했습니다.
대신, 이제 코일은 두께가 70~100 마이크론에 불과한 10,000개의 구리 섬유로 구성된 꼬인 "구리 로프"로 구성됩니다. 이는 사람 머리카락 한 가닥의 크기입니다. 고전류 및 고주파수에 적합한 소위 리츠 와이어 브레이드도 최근에 등장했습니다. 강력한 무선 충전을 가능하게 하는 신기술의 세 번째 예는 충분히 강한 자기장을 생성하기 위해 코일에 필요한 무효 전력을 증가시키는 새로운 유형의 커패시터입니다.
Liu는 전기 자동차를 충전하려면 DC와 AC 간은 물론 서로 다른 전압 레벨 간 여러 변환 단계가 필요하다고 강조했습니다. “따라서 우리가 충전소의 DC에서 배터리까지 98%의 효율성을 달성했다고 말할 때 측정 대상이 명확하지 않으면 그 숫자는 그다지 중요하지 않을 것입니다. 하지만 당신도 똑같이 말할 수 있습니다. , 사용 여부에 관계없이 기존 전도성 충전이나 유도 충전을 사용하면 손실이 발생합니다. 이제 우리가 달성한 효율성은 유도 충전의 손실이 전도성 충전 시스템만큼 낮을 수 있음을 의미합니다. 그 차이는 너무 작아서 실제로는 1~2% 정도로 무시할 수 있습니다.”
CleanTechnica 독자들은 사양을 좋아하므로 Electrive에서 우리가 알고 있는 내용은 다음과 같습니다. Chalmers 연구팀은 자사의 무선 충전 시스템이 98% 효율적이며 지면과 온보드 패드 사이에 15cm의 공극을 두고 2제곱미터당 최대 500kW의 직류를 공급할 수 있다고 주장합니다. 이는 이론상 최대 충전 전력의 10kW 또는 2% 손실에 해당합니다.
Liu는 이 새로운 무선 충전 기술에 대해 낙관적입니다. 예를 들어, 그는 이것이 전기 자동차 충전 방식을 대체할 것이라고 생각하지 않습니다. “저는 전기 자동차를 직접 운전하고 있는데 유도 충전이 미래에 어떤 변화를 가져올 것이라고 생각하지 않습니다. 집으로 운전해서 전원을 연결합니다… 문제 없습니다.” 케이블에. “아마도 기술 자체가 더 지속 가능하다고 주장해서는 안 될 것입니다. 그러나 대형 차량의 전기화를 더 쉽게 만들어 디젤 페리와 같은 선박의 단계적 폐지를 가속화할 수 있습니다.”라고 그는 말했습니다.
자동차 충전은 페리, 비행기, 기차 또는 석유 굴착 장치를 충전하는 것과 매우 다릅니다. 대부분의 자동차는 95%의 시간 동안 주차되어 있습니다. 대부분의 비즈니스 장비는 지속적으로 서비스되고 있으며 재충전되기를 기다리고 있습니다. Liu는 이러한 상용 시나리오에 대한 새로운 유도 충전 기술의 이점을 확인했습니다. 실제로 차고에서 500kW 전기 자동차를 충전할 필요는 없습니다.
본 연구의 초점은 무선 충전 그 자체가 아니라 기술이 어떻게 전기 자동차 혁명을 가속화할 수 있는 새롭고 저렴하며 효율적인 방법을 지속적으로 도입하는지에 있습니다. 최신의 최고의 기계가 Circuit City에서 집에 오기도 전에 쓸모없게 되었던 PC의 전성기와 같다고 생각하십시오. (기억하시나요?) 오늘날 전기 자동차도 비슷한 창의성의 폭발을 경험하고 있습니다. 정말 아름다운 일이에요!
Steve는 플로리다에 있는 그의 집이나 Force가 그를 데려가는 어느 곳에서나 기술과 지속 가능성 사이의 관계에 대해 글을 씁니다. 그는 자신이 '깨어있다'는 사실을 자랑스러워하며 왜 유리가 깨지는지는 신경 쓰지 않습니다. 그는 3000년 전 소크라테스가 했던 말을 믿습니다. “변화의 비결은 낡은 것과 싸우지 않고 새로운 것을 창조하는 데 모든 에너지를 집중하는 것입니다.”
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게시 시간: 2023년 3월 16일