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 BOB·体育(中国)官方手机综合app官网版新闻     |      2022-03-06 17:28

  作者 / Sheldon S. Williamson: 美国伊利诺伊理工学院电气工程硕士和荣誉博士、加拿大安大略理工大学工程与应用科学学院电气、计算机和软件工程学系教授,以及智能交通电气化和能源研究 ( STEER ) 小组主任。

  电动交通的形式已经越来越多样化。并在全球可持续发展的大背景下扮演着重要角色。从电动自行车、汽车到无人驾驶电动汽车、电动车与自动驾bob综合app手机客户Robotruck,再到自动驾驶无人机,这些产品似乎都在显露着未来的某种趋势。

  而来自加拿大安大略理工大学的 Williamson 教授认为,电动交通商业化的进一步成功,以及未来的全自动驾驶技术,将取决于电力电子技术的进步。

  电动汽车电池的续航里程焦虑和寿命有限的问题尤其令人担忧。目前,动力电池仍存在容量损失问题,这种问题在寒冷 ( 0 ℃以下 ) 和炎热天气 ( 40 ℃以上 ) 中,以及快速充电场景下显得尤为突出。

  为解决这一问题,电力电子领域已将全部精力集中在车载电池能量管理领域。这种能量管理的目的是使智能电力电子转换技术 ( 也称为有源电池平衡 ) 在电池级实现电压均衡。这种方式可将行驶里程延长两到三倍,而且只会增加 1% 到 2% 的电池组成本。

  Williamson 表示,目前业内通常会通过电路拓扑实现创新,其方式是将电路板上的电感值最小化 ( 一种称为减少部件转换器的方法 ) 。未来几年可能还会有进一步的发展,使电池平衡更加高效和廉价。

  在使用 8 到 10 年之后,动力电池通常会因为容量下降而退役,当其寿命结束时,回收这BOB·体育(中国)官方 - bobty综合体育在线首页些电池原材料似乎是大多数人能想到的解决方案。

  但事实上,这些电池还可以应用于其他领域。耗尽的电池可以保留 70% 左右的容量,因此可能适用于微电网和智能电网中的固定存储等应用。

  在电池的第一次生命和第二次生命中进行适当的监测,对于验证第二次生命解决方案的技术可行性至关重要。比如,如果将几个不同容量的旧电池串联起来形成第二生命模块,可用能量就可以大大增加。

  再经过深入研究后,研究者们认为不同容量和化学成分的电池可以安全使用,bob综合app手机客户端下载 - 安全正版而且相互之间不会影响性能。但要建立这样的系统,需要新的方法来控制每个已用电池的电流,以监测电池容量的实时消耗。

  目前基于机器学习技术的自适应控制策略,可以更准确地估计容量,并有潜力成为游戏规则的改变者,即将多种电池集为一个电池,形成电池的第二生命模块。

  城市、郊区甚至偏远地区都需要为电动汽车充电,这意味着电力研究人员在充电基础设施方面面临着许多挑战,包括可再生能源和固定电池储能的结合。

  商用电动汽车目前配备车载充电器,从墙上的交流插座获取输入电源。此时,电池组充电所需的能量转换是在车辆上完成的。

  超快充电技术在过去三到四年出现,可提供超过 400 kW 的电力。这种技术旨在 5 分钟内为电动汽车充电,消除里程焦虑。该方法依赖于基于新型宽带隙半导体器件 ( 如氮化镓 ( GaN ) 和碳化硅 ( SiC ) 开关 ) 的先进功率变转换器拓扑,以及新颖的系统级架构。

  然而,这增加了系统的成本和大小,并使安装过程复杂化。随着技术的进一步发展,可以采用固态变压器技术来提高功率密度和效率。再加上电力转换拓扑、控制方案、保护装置、宽频带隙电力装置和数字的进一步发展,极快充电站在未来几年内将越来越受欢迎。

  考虑到自动驾驶汽车的潜力,几家充电设备公司已经开始探索车用无线充电器的应用。无线传输的概念可以追溯到一个多世纪前尼古拉 · 特斯拉的工作,而今天更是有一系列可用的方法 : 声功率传输、射频功率传输、光功率传输、电容功率传输和感应功率传输。

  电动汽车的无线充电器可以由交流电或直流电供电,它们的负载通常是直流电,并在电动汽车电池组处结束。感应电力传输是目前制造无线充电器最流行的方法,端 - 安全正版驶的普及必须迈过补能技它可以提供从几十瓦到几千瓦的输出功率级别,这种方法还允许气隙变化从几厘米扩至数米。

  无线充电器技术具有很强的创新性,因为它具有固有的电隔离特性,可以通过电源和电动汽车电池之间的气隙进行电力传输,而不会有任何直接的电接触。

  因此,充电点和电池端子之间的长电缆被消除了,消除了传统有线充电器的缺点,包括插电故障、跳闸危险以及由于电缆和连接器老化或腐蚀而导致的触电风险。

  和插电技术一样,无线充电器可以部署在住宅车库、办公室和购物中心的停车场进行静态充电。它们也可以放置在公交车站和交通灯上,以实现准动态无线电力传输。

  此外,动态无线充电 ( 或动态充电 ) 系统也可以安装在道路上,让电动汽车在行驶中充电,这可能会显著减少车载电池容量需求。

  因为电力传输是通过电磁连接进行的,所以发射台可以埋在地下,以减轻极端天气条件的影响。然而,无线电力传输系统仍然需要改进,特别是在成本、部署、效率、基础设施、互操作性和磁场排放方面。

  而解决这一问题的研究方案包括新型功率变换器拓扑、感应线圈设计、补偿网络拓扑、控制系统、电磁干扰屏蔽方法和智能通信。

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