Veicolo elettrico in linea - Online electric vehicle
Un veicolo elettrico online (OLEV) è un veicolo elettrico che si carica in modalità wireless mentre si muove utilizzando l'induzione elettromagnetica (il trasferimento wireless di energia attraverso campi magnetici ). Funziona utilizzando una strada di "ricarica" segmentata che induce una corrente in moduli "pick-up" sul veicolo.
I veicoli elettrici online sono il primo sistema di trasporto pubblico che utilizza una strada di "ricarica" ed è stato lanciato per la prima volta il 9 marzo 2010 dal Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST).
Descrizione meccanica
Il sistema del veicolo elettrico online è suddiviso in due parti principali: la strada segmentata di "ricarica" e i moduli "pick-up" sul veicolo.
Nella strada
Nella strada di "ricarica", sottili nuclei di ferrite a forma di W ( nuclei magnetici utilizzati nell'induzione) sono sepolti a 30 cm sottoterra in una struttura a lisca di pesce. I cavi di alimentazione sono avvolti attorno al centro delle strutture a lisca di pesce per realizzare le "bobine primarie". Questo design combina i campi magnetici dei due lati dei cavi e modella i campi in modo da massimizzare l'induzione. Inoltre, le bobine primarie sono posizionate in segmenti attraverso determinate campate della strada in modo che solo il 5% - 15% circa della strada debba essere rimodellato. Per alimentare le bobine primarie, i cavi sono collegati alla rete elettrica nazionale sudcoreana tramite un inverter di potenza . L'inverter accetta una tensione di 60 Hz trifase 380 o 440 dalla rete per generare 20 k Hz di elettricità CA nei cavi. A loro volta, i cavi creano un campo magnetico di 20 kHz che invia il flusso attraverso i sottili nuclei di ferrite ai pickup sull'OLEV.
Sul veicolo
Attaccati sotto il veicolo, ci sono moduli "pick-up", o bobine secondarie, che consistono in larghi nuclei di ferrite a forma di W con fili avvolti intorno al centro. Quando i pick-up "raccolgono" il flusso dalle bobine primarie, ogni pick-up guadagna circa 17 kW di potenza dalla corrente indotta. Questa potenza viene inviata al motore elettrico e alla batteria attraverso un regolatore (un dispositivo di gestione in grado di distribuire energia in base alle necessità), caricando così il veicolo in modalità wireless.
Modelli
| Modello | Peso | Forma del nucleo in
Bobina primaria |
Forma del nucleo in
Bobina Secondaria |
Traferro tra
Strada e Pick-up |
Efficienza Energetica | Potenza guadagnata per pick-up | Potenza elettrica del cavallo | Corrente nella bobina primaria | Meccanismo aggiuntivo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Generazione 1 (carrello piccolo) | 10 kg | E forma | E forma | 1 cm | 80% | 3 kW | 4.02Hp | 100 Amp | Allineamento verticale
Meccanismo per 3mm |
| Generazione 2 (autobus) | 80 kg | a forma di U | Lungo, piatto | 17 cm | 72% | 6 kW | 8,04 CV | 200 Amp | Cavi di ritorno per bobine primarie |
| Generazione 3 (SUV) | 110 kg | Forma a W sottile | Forma a W larga | 17 cm | 71% | 17 kW | 22,79 CV | 200 Amp | Nessuna |
Come si vede nella tabella sopra, l'OLEV di prima generazione non ha un margine di errore realistico. La corrente più bassa significa un campo magnetico più piccolo e richiede che la bobina secondaria sia molto vicina al pavimento, il che può essere un problema durante la guida. Inoltre, se le bobine primarie e secondarie sono disallineate verticalmente di una distanza superiore a 3 mm, l'efficienza energetica diminuisce notevolmente.
Per risolvere questi problemi, KAIST ha sviluppato l'OLEV di seconda generazione. Nell'OLEV di seconda generazione, la corrente nella bobina primaria è stata raddoppiata per creare un campo magnetico più forte che consente un traferro più ampio. I nuclei di ferrite nelle bobine primarie sono stati cambiati in una forma a U e i nuclei nella bobina secondaria sono stati cambiati in una forma a pannello piatto per raccogliere quanto più flusso possibile. Questo design consente il disallineamento verticale di circa 20 cm con un'efficienza energetica del 50%. Tuttavia, i nuclei a forma di U richiedono anche cavi di ritorno che aumentano i costi di produzione. Nel complesso, la gen 2 compensava i margini della gen 1, ma era più costosa.
In risposta al problema dei costi della generazione 2, è stato sviluppato l'OLEV di terza generazione. L'OLEV di terza generazione utilizza nuclei di ferrite a forma di W ultrasottili nella bobina primaria per ridurre la quantità di ferrite utilizzata a 1/5 della generazione 2 e per eliminare la necessità di cavi di ritorno. La bobina secondaria utilizza una variazione più spessa dei nuclei a forma di W come un modo per compensare l'area minore in cui il flusso magnetico può fluire rispetto alla generazione 2. Nel complesso, l'OLEV di generazione 3 ha compensato i piccoli margini della generazione 1 e aumento del costo di gen 2.
Vantaggi e problemi
Benefici
- Zero emissioni
- 31% di costi operativi rispetto alle controparti alimentate a gas
- Minori costi di manutenzione e produzione
- Nessuna stazione di ricarica necessaria
- Può essere riposto come un normale veicolo
Problemi
- Le moderne reti elettriche non possono gestire gli OLEV su larga scala
- L'installazione è costosa
- Può rimanere senza energia in caso di traffico intenso
- Limite di velocità di 60 mph
- Non può funzionare durante le interruzioni di corrente
Brevetti
KAIST ha annunciato di aver richiesto più di 120 brevetti in relazione a OLEV.
Riconoscimento
Nel novembre 2010, Road-Embedded Rechargers di KAIST è stato selezionato come le 50 migliori invenzioni del 2010 di Time .
Controversia
La commercializzazione della tecnologia non ha avuto successo, portando a una controversia sul continuo finanziamento pubblico della tecnologia nel 2019.