Investigadores de Stanford demuestran un método para recargar vehículos eléctricos mientras conducen

Aunque ya existen bases de carga inalámbricas para la electrónica de consumo, solo funcionan si el dispositivo está parado. Ahora, los ingenieros de Stanford han demostrado una tecnología que también podría usarse para proporcionar electricidad a los robots y drones mientras están operando. Sin embargo, el equipo dice que su tecnología y método deberán ampliarse antes de poder aplicarse a la tecnología en movimiento.
El trabajo se basa en los esfuerzos previos llevados a cabo por los mismos ingenieros hace tres años. En aquel entonces, los ingenieros eléctricos Shanhui Fan y Sid Assawaworrarit construyeron un sistema que podía recargar de forma inalámbrica objetos en movimiento. Sin embargo, no fue lo suficientemente eficiente para aplicaciones fuera del laboratorio.

Transmisión de electricidad a diferentes distancias

La tecnología de transferencia de energía inalámbrica generalmente sufre de una sensibilidad inherente al movimiento relativo del dispositivo con respecto a la fuente de energía. Aunque los circuitos simétricos de tiempo de paridad no lineales podrían usarse para proporcionar una potencia inalámbrica robusta mientras un dispositivo se mueve rápidamente, las implementaciones anteriores se han basado en un elemento de ganancia ineficiente basado en un circuito amplificador de operación. Estos exhiben pérdidas inherentes y, por lo tanto, conducen a una pobre eficiencia del sistema.
En su primer avance en 2017, el equipo de investigación desarrolló un cargador inalámbrico que podía transmitir electricidad incluso cuando cambia la distancia al receptor.
Esto se logró con un amplificador y una resistencia de retroalimentación que permitieron al sistema ajustar su frecuencia de operación a medida que esta distancia cambiaba. Y aunque funcionó en el laboratorio, era demasiado ineficiente para aplicaciones prácticas del mundo real: el amplificador usaba demasiada electricidad para producir la amplificación requerida.

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Eficiencia de transferencia inalámbrica del 92%

Sin embargo, en su trabajo reciente, el dúo muestra que "se puede lograr una transferencia de energía inalámbrica robusta y eficiente mediante el uso de un amplificador de modo de conmutación eficiente de energía con retroalimentación de detección de corriente en un circuito simétrico de paridad-tiempo", donde en el circuito , la simetría de paridad-tiempo garantiza que la impedancia de carga efectiva en el amplificador de modo de conmutación se mantenga constante. Esto permite que el amplificador mantenga una alta eficiencia cuando la distancia de transferencia varía.
"Este es un paso significativo hacia un sistema práctico y eficiente para recargar de forma inalámbrica automóviles y robots, incluso cuando se mueven a altas velocidades", dijo Fan. "Tendríamos que aumentar la potencia para recargar un automóvil en movimiento, pero no creo que sea un obstáculo serio". Para recargar los robots, ya estamos dentro del rango de la utilidad práctica ".

Escalando la tecnología

Al reemplazar el amplificador original con un amplificador de modo de conmutación más eficiente, los investigadores pudieron aumentar la eficiencia de transmisión inalámbrica del sistema al 92%. Según los informes, este nuevo prototipo puede transmitir de manera inalámbrica 10 vatios de electricidad a una distancia de dos a tres pies. Y aunque 10 vatios no se acerca a la cantidad de energía que consumiría un vehículo eléctrico, Fan afirma que "no hay obstáculos fundamentales" para escalar esta tecnología en un sistema que puede transmitir las decenas o cientos de kilovatios que un automóvil necesitar.
Aunque pueden pasar muchos años antes de que esta tecnología se utilice en soluciones de energía para automóviles, Fan afirma que para recargar robots, "ya estamos dentro del rango de la utilidad práctica".