Τεχνολογίες Ασύρματης Φόρτισης και Συστήματα Δυναμικής Φόρτισης Ηλεκτρικών Οχημάτων

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία φιλοδοξεί να παρουσιάσει όλο το φάσμα των τεχνολογιών ασύρματης φόρτισης από την φόρτιση με μικροκυματική ακτινοβολία μέχρι την φόρτιση με επαγωγή αναδεικνύοντας πλήθος σύγχρονων καινοτόμων πειραματικών αλλά και εμπορικών εφαρμογών σε όλους τους τομείς της βιομηχανίας με έμφαση στο ηλεκτρικό αυτοκίνητο. Στο κεφάλαιο 1 παρουσιάζονται και συγκρίνονται όλες οι μέθοδοι ασύρματης φόρτισης και οι εφαρμογές τους. Υπό το φως του 7ου προγράμματος δράσης για το περιβάλλον και τις ραγδαίες εξελίξεις στον τομέα της ηλεκτροκίνησης, στα κεφάλαια 2 και 3 περιγράφονται όλα τα είδη ηλεκτρικών οχημάτων και συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας σε αυτά. Επίσης, καταγράφονται οι τρόποι φόρτισής τους, τα πρότυπα ενσύρματης φόρτισης σε Ευρώπη και Αμερική αλλά και η Ευρωπαϊκή νομοθεσία που πλαισιώνει τη φόρτιση ηλεκτρικών οχημάτων. Το δεύτερο κομμάτι της εργασίας που συγκροτούν τα κεφάλαια 4 και 5, εστιάζει στην επαγωγική φόρτιση ηλεκτρικών οχημάτων περιγράφοντας το φαινόμενο του συντονισμού, τοπολογίες κυκλωμάτων καθώς τα πρότυπα που αφορούν την στατική φόρτιση. Η επαγωγική φόρτιση ηλεκτρικού οχήματος βασίζεται στις αρχές λειτουργίας του μετασχηματιστή˙ ενέργεια μεταφέρεται μέσω ενός διακένου, από το πρωτεύον τύλιγμα που είναι ενσωματωμένο στον σταθμό φόρτισης στο δευτερεύον που είναι εγκατεστημένο στο όχημα. Στη συνέχεια αναλύεται και προσομοιώνεται ένα σύστημα δυναμικής φόρτισης με δύο πρωτεύοντα τυλίγματα. Η δυναμική φόρτιση επιτρέπει στο αυτοκίνητο να λαμβάνει ενέργεια ενώ κινείται επάνω στο οδόστρωμα, λύνοντας έτσι το πρόβλημα του περιορισμένου εύρους οδήγησης. Οι παράμετροι του συστήματος έχουν επιλεχθεί με βάση ένα βελτιστοποιημένο σύστημα δυναμικής φόρτισης με ένα πρωτεύον. Το σύστημα δεν κάνει χρήση αισθητήρων και άλλων μηχανισμών και ανιχνεύει το όχημα μέσα από μία διαδικασία ελέγχου του πρωτεύοντος τυλίγματος. Τέλος ερευνάται η απόδοση του συστήματος σε διάφορες συνθήκες λειτουργίας του.