CUPLOR INDUCTIV MIMO PENTRU SISTEME WIRELESS DE MARE PUTERE
Cuvinte cheie:
Vehicule electrice grele, Sisteme wireless de încărcare a bateriilor, Beton magnetic, Analiză de tip element finitRezumat
În cazul transmisiei inductive (wireless) de mare putere pentru autobuze și camioane electrice, componenta emițător a cuplorului inductiv trebuie integrată în pavaj pentru a permite o circulație nestânjenită a altor vehicule și pentru a asigura o rezistență mecanică a căii de rulare, în zona de încărcare, similară cu restul șoselei. În acest caz, folosirea feritelor drept concentrator de câmp magnetic nu este posibilă din cauza fragilității acestora.
În lucrarea de față se analizează posibilitatea utilizării betonului magnetic în calitate de concentrator de câmp magnetic în locul materialului feritic, permeabilitățile magnetice relative ale betonului propus fiind cuprinse între 20 și 60. Pornind de la aceste date inițiale, în partea a doua a lucrării se prezintă un proiect de realizare a unui sistem inductiv alcătuit din bobine în structură Dublu-D, pentru o putere transferată de 125 kW, corespunzătoare clasei de puteri WPT6 indicată în proiectul de standard SAE J2954-2, suficientă pentru un autobuz electric de 8 m lungime, pentru 50 de persoane. Analiza numerică de tip Element Finit efectuată în cadrul lucrării are ca obiectiv determinarea parametrilor de cuplaj magnetic ai sistemului inductiv propus.
Referințe
N. Golovanov, A. Marinescu, Electromobility and Climate Change, Proceeding of MPS (Modern Power Systems), 2019 Cluj Napoca, DOI: 10.1109/MPS.2019.8759786.
N. Golovanov, A. Marinescu, S. Coatu, Power Supply of Fast Charging Stations for Electric Vehicles (Alimentarea cu Energie Electrică a Staţiilor de Încărcare Rapidă a Vehiculelor Electrice), 8 pag, A XVI Conferinta Anuala “Zilele ASTR 2021”.
E. Tudor, A. Marinescu, R. Prejbeanu, A. Vintila, T. Tudorache, D. G. Marinescu, D. O. Neagu, I. Vasile, I. C. Sburlan, Electric Bus Platform for Urban Mobility, Paper 028, COFRET Conference, 14 – 15 October 2021, Bucharest.
G. A. Covic and J. T. Boys, Inductive power transfer, Proc. of the IEEE, vol. 101, no. 6, pp. 1276–1289, June 2013.
H. H. Bache and K. L. Eriksen, Magnetic cement-bound bodies, Patent, Sep. 28, 1994, EP0557368B1.
Hoganas AB, Inductit C-80 Powder cores ideal for inductor applications, November 2013.
M. Esguerra and R. Lucke, Application and production of a magnetic product, Patent, Feb. 24, 2004, US6696638B2.
M. Tiemann, M. Clemens, B. Schmuelling, Comparison of Conventional and Magnetizable Concrete Core Designs in Wireless Power Transfer for Electric Vehicles, IEEE PELS Workshop on Emerging Technologies: Wireless Power Transfer (WoW), November 15 - 19, 2020, Seoul, Korea.
R. Tavakoli et al., Magnetizable concrete composite materials for load-embedded wireless power transfer pads, 2017 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Cincinnati, OH, 2017, pp. 4041-4048.
C. Carretero, I. Lope and J. Acero, Magnetizable Concrete Flux Concentrators for Wireless Inductive Power Transfer Applications, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 8, no. 3, pp. 2696-2706, Sept. 2020.
A. Marinescu, T. Tudorache, I. Dumbrava, A. Vintila, A Comparative Assessment of Magnetic Concrete versus Ferrite for a High Power Inductive Coupler, MPS Conference, Cluj-Napoca2021, June 2021
IEC Std 60404-6 "Magnetic materials – Part 6: Methods of measurement of the magnetic properties of magnetically soft metallic and powder materials at frequencies in the range 20 Hz to 200 kHz by the use of ring specimens", Edition 3.0: 05-2018.
A. Marinescu, I. Dumbravă, Using VNA for IPT Coupling Factor Measurement, 2016 IEEE International Power Electronics and Motion Control Conference (PEMC), Varna, 25-28 Sept.2016.
SAE J2954-2, Wireless Power Transfer & Alignment for Heavy Duty Applications, Task Force Project, 2020.
M. Masquelier, SAE J2954-2 paper 07, Bus and Truck Working Council, EPRI, 2020
Z. Pantic, K. Lee, and S. Lukic, Multifrequency Inductive Power Transfer, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 29, no. 11, pp. 5995 - 6005, 2014.
R. Prejbeanu, A. Marinescu, D. O. Neagu and A. Radu, Optimizing parallel connection of Medium Frequency inverters for EV Wireless Charging, EV 2019 (Electric Vehicles International Conference & Show), Bucharest, 3-4 october 2019
M. Budhia, J. T. Boys, G. A. Covic, and C.-Y. Huang, Development of a Single-Sided Flux Magnetic Coupler for Electric Vehicle IPT Charging Systems, IEEE Trans. Ind. Electron, vol. 60, no. 1, pp. 318–328, 2013
K. Knaisch, M. Springmann, and P. Gratzfeld, Comparison of coil topologies for inductive power transfer under the influence of ferrite and aluminum, in 2016 Eleventh International Conference on Ecological Vehicles and Renewable Energies (EVER), IEEE, april 2016.
***Cedrat: “User guide Flux® 11”, 2015.
