BAGIKAN
Kumparan nirkabel dan perangkat elektronik listrik unik ORNL dioptimalkan bersama untuk mentransfer sejumlah besar listrik dengan aman pada celah udara dengan efisiensi 97%. [ORNL]

Para peneliti di Departmen Energi Oak Ridge National Laboratory telah menunjukkan sistem pengisian 120-kilowatt daya secara nirkabel untuk kendaraan — menghasilkan enam kali kekuatan dari sebelumnya dengan teknologi ORNL dan langkah besar dalam waktu untuk pengisian daya yang menyaingi kecepatan dan kenyamanan pengisian bensin.

Sistem nirkabel mentransfer 120 kilowatt daya dengan efisiensi sebesar 97 persen, yang sebanding dengan pengisi daya cepat menggunakan kabel konvensional. Dalam demonstrasi di laboratorium, daya yang ditransfer melintasi celah udara berjarak enam inci antara dua kumparan magnetik dan dapat mengisi baterai.

Para peneliti ORNL telah menciptakan dan mendemonstrasikan sistem pengisian nirkabel 20 kilowatt pertama di dunia, yang sedang dimodifikasi untuk aplikasi seperti truk ekspedisi.

“Penting untuk mempertahankan jejak yang sama atau lebih kecil seperti demonstrasi sebelumnya untuk mendorong adopsi komersial,” kata pimpinan proyek Veda Galigekere dari Power Electronics ORNL dan Electric Machinery Group.

“Kami menggunakan analisis elemen dan rangkaian terbatas untuk mengembangkan metodologi ko-optimasi baru, memecahkan masalah desain kumparan sambil memastikan sistem tidak memanas atau menimbulkan masalah keamanan, dan kehilangan daya sangat minim selama proses transfer,” katanya.

Untuk mencapai 120 kilowatt, tim ORNL menciptakan desain koil baru yang dioptimalkan bersama dengan peralatan elektronik tenaga terbaru berbahan silikon karbida untuk sistem yang ringan dan ringkas.

Arsitektur sistem mengambil energi dari jaringan dan mengubahnya menjadi arus bolak-balik frekuensi tinggi, sehingga menghasilkan medan magnet yang dapat mentransfer energi melintasi celah udara yang besar. Setelah energi ditransfer terhadap kumparan sekunder, selanjutnya diubah kembali menjadi arus searah dan disimpan dalam baterai kendaraan.

Demonstrasi ini meningkatkan pengisian cepat tujuan penelitian untuk mengembangkan sistem yang menghasilkan 350 hingga 400 kilowatt dan mengurangi waktu pengisian untuk kendaraan listrik hingga 15 menit atau kurang.

“Ini terobosan signifikan kemajuan teknologi yang dibutuhkan untuk mendorong adopsi kendaraan listrik yang lebih besar dengan meningkatkan jangkauannya dan kemudahan dalam pengisian, dan pada gilirannya mendukung sistem mobilitas hemat energi untuk keberhasilan ekonomi bangsa,” kata Moe Khaleel, direktur laboratorium asosiasi untuk Energi dan Ilmu Lingkungan di ORNL.

Peneliti ORNL akan mengeksplorasi inovasi untuk meningkatkan tingkat transfer daya hingga 200 dan akhirnya 350 kilowatt, sambil terus menyempurnakan teknologi pengisian nirkabel dinamis. Sistem dinamis memungkinkan pengisian otomatis kendaraan listrik menggunakan bantalan pengisi nirkabel yang dipasang di bawah jalan raya. Sistem pengisian daya yang lebih tinggi diperlukan untuk meminimalkan biaya dan kompleksitas pengisian dinamis. “Tujuannya adalah pengisian dinamis pada kecepatan jalan raya,” kata Galigekere.