Υποδομές Ασύρματης Φόρτισης Ηλεκτρικών Οχημάτων

Abstract

Ο σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και βελτίωση των υποδομών ασύρματης φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων. Προς αυτόν τον στόχο, γίνεται δοκιμή των ιδιοτήτων νέων μαγνητικών υλικών και σύγκριση τους με κλασσικά για την εφαρμογή υλικά. Σε εισαγωγικό πλαίσιο, γίνεται μια ιστορική αναδρομή στο ηλεκτρικό όχημα και μια αναφορά στη δομή του. Έπειτα παρουσιάζονται οι κύριες μέθοδοι ενσύρματης και ασύρματης φόρτισης ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου. Γίνεται εκτενής περιγραφή για την ασύρματη φόρτιση όπου αναλύονται διάφορα χαρακτηριστικά της, όπως οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες διατάξεις φόρτισης, τα διάφορα είδη μαγνητικών υλικών που συναντώνται αλλά και τεχνικές αντιστάθμισης και ελέγχου. Αναφέρεται, επίσης, και το υπάρχον νομικό παρασκήνιο για την προστασία από ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που προκύπτει από την τεχνολογία αυτή. Η υλοποίηση της μαγνητοστατικής ανάλυσης πραγματοποιήθηκε στο λογισμικό Ansys Maxwell, στο οποίο παρουσιάζεται αναλυτικά η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε για την εκμαίευση αποτελεσμάτων. Για την ανάδειξη των ουσιαστικών διαφορών που προκύπτουν μεταξύ υλικών αλλά και διάκριση των καλύτερων υλικών εξ αυτών, δοκιμάστηκαν τα νανοκρυσταλλικά υλικά Finamet, Finemet, μαγνητικό υλικό από νανοσωματίδια σιδήρου και Vitroperm. Τα υλικά αυτά συγκρίθηκαν με έναν φερρίτη, συχνά χρησιμοποιούμενο σε κλασσικές εφαρμογές επαγωγικής φόρτισης σε υψηλές συχνότητες. Τέθηκαν θέματα υπολογισμού της απόδοσης της διάταξης καθώς και μέτρησης της αποδιδόμενης ισχύος και των απωλειών πυρήνα, για κάθε υλικό. Τέλος, τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν μεταξύ τους.