美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的研究人员于 2 月下旬展示了一种 20 千瓦双向无线充电系统,该系统安装在 UPS 中型插电式混合动力电动卡车上。该项目是第一个以 11 英寸气隙以这种速率实现功率传输的项目,将这项技术推广到具有更高离地间隙的新型大型车辆上。

在演示中,ORNL 的无线充电技术使用两个电磁耦合线圈在 11 英寸的间隙中在卡车和充电板之间传递功率。该系统以超过 92%的效率将电力从电网传输到车辆电池端子。

如果电量为 20 千瓦,则需要为汽车的 60 千瓦时电池组充电约三个小时。使用现有的机载充电系统,常规的有线充电通常需要五到六个小时。

通过其双向设计,该系统还支持使用车辆电池进行能量存储。这样做将为车队所有者的业务提供能源灵活性,并有助于更好地管理太阳能等现场发电。ORNL 的双向技术完全符合电网电能质量标准。

ORNL 的技术负责人 Omer Onar 指出:“将技术扩展到 50 辆卡车的车队中,可以为您提供兆瓦级的储能。”

该技术从电网获取能量,并将其转换为直流(DC)电压。然后,高频逆变器会产生交流电(AC),从而产生磁场,从而在气隙之间传输功率。一旦能量通过气隙传递到次级线圈,它就会转换回直流电,从而为车辆的电池组充电。

该系统结合了 ORNL 的定制电磁线圈设计和控制系统以及宽带隙功率转换系统。在将该技术集成到车辆之前,已使用网格和电池仿真器对该技术进行了测试,利用 ORNL 的两个独特设施:美国能源部国家运输研究中心的用户设施和实验室的网格研究集成与部署中心。

该项目利用 ORNL 在车辆系统集成以及电力电子工程方面的专业知识。“没有任何现成的解决方案能够以这些效率在 11 英寸的气隙中提供 20 千瓦的功率。该技术代表了一种用于车辆电气化的集成,整体解决方案,也推动了下一代智能电网的发展。该系统为希望方便,高效的电动汽车充电以及电力存储解决方案的车队提供了更多可能性。”

UPS 全球能源与采购副总裁 Mike Whitlatch 表示:“ UPS 感谢能源部的支持。” “该项目展示了创新的方法,可以利用车队规模的车辆电池存储为车辆供电,增强我们设施的弹性并支持电网。”

Oak Ridge 研究人员于 2016 年首次在轻型乘用车上演示了 20 千瓦的无线充电系统。此后,轻型应用技术的规模已扩大到 120 千瓦,从而实现了为普通消费者的电动汽车无线充电的目标。大约在加油站加油的同时。

作为该项目的一部分,该技术正在接受进一步的测试和分析,并得到了美国能源部能源效率和可再生能源汽车技术办公室的支持。

ORNL 由 UT-Battelle 负责美国能源部科学办公室的管理,该办公室是美国物理科学基础研究的最大支持者。