Problemele cu care se confruntă promovarea automobilelor hibride și electrice

 La moment propulsarea automobilelor electrice utilizînd o baterie de tensiune înaltă, se confruntă cu dezavantajele unei reîncărcări foarte dese a bateriilor, o astfel de încărcare durând aproximativ 8 ore, iar un alt dezavantaj major ar fi costul înalt al acestor automobile, de aceia la răscrucea secolelor XX – XXI-lea, au fost promovate și alte tipuri de propulsii. Acestea fiind autovehicule hibride și cu pile de combustie care ar evita staționarea îndelungată la alimentare și diminuarea costului automobilului.

Termenul de "acumulator" este utilizat ca atare în sensul că ea acumulează și stochează energie prin o reacție electrochimică reversibilă. Bateriile reîncărcabile sunt produse în forme și mărimi diferite, variind de la cele mici, simple până la baterii reîncărcabile pentru sistemele de stabilizare cu puteri de ordinul megawaților, conectate la rețele de distribuție a energiei electrice. Sunt utilizate mai multe diferite combinații de materiale de electrozi și electroliți, incluzând plumb-acid, nichel-cadmiu (NiCd), nichel-hidrură metalică (NiMH), ioni de litiu (Li-ion), și polimer-ion de litiu (Li-ion polimer).

La fiecare tip de baterie/acumulator electrică este indicată tensiunea nominală a elementului de acumulator (celulă), care se stabilește ca o funcție de materialele folosite în construcție. Deoarece această valoare (exprimată în volți/V) este în majoritatea cazurilor relativ mică, se utilizează frecvent înserierea de mai multe elemente pentru a realiza acumulatori cu tensiune nominală mai mare.

O altă problemă cu care sar confrunta automobilele electrice este infrastructura stațiilor de alimentare și timpul de încărcare a baterii. Există mai multe metode de încărcare a baterii și anume:

-          Încărcarea lentă;

-          Încărcarea rapidă;

-          Înlocuirea acumulatorului;

-          Încărcarea prin efectul inducții electromagnetice;

Puterea de incărcare depinde de doi factori: tensiune și itensitate P = U *  I   (kw)

Exemplu de calcul: admitem ca încărcăm o baterie de la Nissan Leaf, 2016 cu o capacitate de 24kw, de la o priza de 220V cu amperajul de 16 A  

Calculul:

                16 A*220 V = 3520 W = 3,52 kwh,

                Nissan Leaf ≤2016 = 24kw/3,52h ≈7 h

În viitorul apropiat șoferii autovehiculelor bazate pe energie electrică nu vor mai fi nevoiți să oprească pentru a-și reîncărca bateriile! Mașinile se vor încărca în timp ce vor merge pe străzi și autostrăzi special amenajate. Proiectul derulat de Highways England își propune să pună cât mai curând în aplicare această nouă invenție. Pentru acest lucru, automobilele electrice vor fi echipate cu o tehnologie wireless (fără cablu) și vor merge pe drumuri construite special, cu generatoare de câmp electromagnetic îngropate dedesubt, de unde își vor procura practic energia necesară funcționării. Acest lucru va rezolva o problemă mondială a mașinilor electrice: oprirea deasă pentru a reîncărca bateria!

Acest lucru are avantajul de a economisi timp și de a mări distanțele pe care vehiculele electrice le pot acoperi.

Încărcarea inductivă (cunoscută și sub numele de încărcare fără fir sau încărcare fără fir ) este un tip de transfer wireless de energie . Folosește inducția electromagnetică pentru a furniza energie electrică dispozitivelor portabile. Încărcarea inductivă este utilizată și în vehicule, scule electrice, periuțe de dinți electrice și dispozitive medicale. Echipamentul portabil poate fi amplasat lângă o stație de încărcare sau un tampon inductiv, fără a fi nevoie să fie aliniat cu precizie sau să facă contact electric cu un doc sau o priză.

Încărcarea inductivă se numește astfel deoarece transferă energie prin cuplare inductivă . În primul rând, curentul alternativ trece printr-o bobină de inducție în stația de încărcare sau tampon. Sarcina electrică în mișcare creează un câmp magnetic , care fluctuează în forță, deoarece amplitudinea curentului electric este fluctuantă. Acest câmp magnetic în schimbare creează un curent electric alternativ în bobina de inducție a dispozitivului portabil, care la rândul său trece printr-un redresor pentru a-l converti în curent continuu . În cele din urmă, curentul continuu încarcă o baterie sau asigură putere de funcționare. [1] [2]

Distanțe mai mari între bobinele emițător și receptor pot fi atinse atunci când sistemul de încărcare inductivă folosește cuplaj inductiv rezonant , unde se adaugă un condensator la fiecare bobină de inducție pentru a crea două circuite LC cu o frecvență de rezonanță specifică. Frecvența curentului alternativ este potrivită cu frecvența de rezonanță și frecvența aleasă în funcție de distanța dorită pentru eficiența maximă. [1] Îmbunătățirile recente aduse acestui sistem rezonant includ utilizarea unei bobine de transmisie mobile (adică, montată pe o platformă sau braț de ridicare) și utilizarea altor materiale pentru bobina receptorului, cum ar fi cupru placat cu argint sau uneori aluminiu pentru a minimiza greutatea și a reduce rezistența datorită efectului pielii.