O carregamento sem fio é conveniente, mas tem baixa eficiência. Isto não é um problema para carregar um smartphone, mas ao carregar a bateria de um carro elétrico as perdas atingem valores significativos, e o que é ainda pior é que o tempo de carregamento é prolongado. Cientistas do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL) superaram essa deficiência do carregamento sem fio. Seu dispositivo carrega 50% das baterias de um veículo elétrico em 20 minutos, com uma eficiência de 96%.
Fonte da imagem: Ornl
Os cientistas criaram sua primeira versão de um carregador sem fio em 2016. A potência do dispositivo atingiu 20 kW. Em 2018, a potência foi aumentada para 120 kW e os pesquisadores começaram a otimizar o processo de transferência de energia do transmissor para o receptor em um veículo elétrico. Basicamente, a plataforma criada no ORNL funciona da mesma forma que os carregadores domésticos sem fio: ela converte a corrente elétrica da rede em corrente alternada de alta frequência, que cria um campo eletromagnético e, assim, transfere energia para a bobina receptora do veículo elétrico. Lá ocorre a conversão reversa da corrente de alta frequência em corrente contínua.
O desenvolvimento dos cientistas do ORNL diferiu de outros sistemas semelhantes nas bobinas de transmissão e nos princípios de transferência de energia. Primeiro, a bobina de transmissão era feita de carboneto de silício, tornando-a mais leve e menor. Em segundo lugar, o sistema gerou um campo eletromagnético rotativo devido à operação da bobina em modo multifásico. A unidade modificada de 100 kW foi capaz de carregar uma bateria Hyundai Kona EV até 50% da capacidade em menos de 20 minutos através de um entreferro de 5 polegadas (12,7 cm) com uma eficiência de 96%.
«Nossa tecnologia cria uma densidade de potência 8 a 10 vezes maior do que a tecnologia de bobina convencional e pode aumentar os níveis de carga da bateria em 50% em menos de 20 minutos”, disseram os desenvolvedores. “Isso foi conseguido usando bobinas transceptoras eletromagnéticas multifásicas porque seu design permite a maior densidade de potência possível para bobinas pequenas. Os campos magnéticos rotativos criados por essas bobinas aumentam a potência da unidade.”
Com esses carregadores, será possível reabastecer as baterias dos veículos elétricos em locais e durante as paradas, fazendo algo útil e reabastecendo a capacidade da bateria simplesmente parando nas zonas especificadas com transmissores de energia sem fio.