이 14인치 무선 충전 장치는 100kW의 속도로 작동하며, 이는 상업적으로 이용 가능한 최고의 대안들보다 최대 10배 더 빠르다는 것을 의미한다고 과학자들은 주장합니다.
새로운 유형의 무선 충전 시스템은 가장 빠른 무선 충전기보다 최대 10배 더 빠르게 전기 자동차(EV) 배터리에 전력을 공급할 수 있으며 초고속 케이블로 자동차를 충전하는 것만큼 효율적입니다.
테네시주 오크리지 국립 연구소의 과학자들은 회전하는 자기장을 가진 “다상 전자기 커플링 코일”을 사용하여 약 261마일의 추정 범위를 가진 현대 코나 EV를 96%의 효율로 100킬로와트에서 무선 충전했습니다.
참고로, 교통부에 따르면 가장 빠른 EV 충전 케이블은 50kW에서 350kW의 전력을 제공하는 반면 가정용 벽 소켓에 꽂는 케이블은 1kW의 전력 출력을 제공합니다.
그들은 직경 14인치(36cm)의 원형 충전 장치를 사용하여 5인치(13cm) 공극을 가로질러 EV로 전력을 전송했습니다.
이와 같은 연구의 목표는 예를 들어 주차 공간에 무선 충전 장치를 도로에 통합하는 것입니다. 그렇게 하면 운전자는 더 이상 차량을 부피가 큰 케이블이 있는 전용 충전 인프라에 연결할 필요가 없습니다.
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이 작업에 참여한 ORNL의 연구원 오머 오나르(Omer Onar)는 성명에서 “우리는 이 종류의 차량을 위한 무선 충전 시스템으로 세계에서 가장 높은 전력 밀도를 달성했습니다.”라고 말했습니다. “우리의 기술은 기존 코일 기술보다 8-10배 높은 전력 밀도에 도달하며 20분 이내에 배터리 충전 상태를 50%까지 향상시킬 수 있습니다.”
무선 충전은 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)가 자기 공명 결합을 시연한 19세기부터 존재해 왔습니다. 자기장을 만들어 송신 회로와 수신 회로 사이의 공기를 통해 전기를 전달할 수 있습니다. 이 기술은 전화기와 스마트워치에 소규모로 존재하지만 전기차의 무선 충전은 비교적 새로운 것입니다.
그런 제품들은 시장에 거의 없습니다. 예를 들어, 지금 이용할 수 있는 최고의 제품 중 하나는 플러그리스 파워인데, 플러그리스 파워는 주차 공간에 통합될 수 있는 3.3kW에서 7.2kW 사이의 무선 충전소를 제공합니다.
WiTricity에 의해 만들어진 또 다른 무선 충전기는 단지 11kW를 제공합니다. 기존의 무선 충전은 진동하는 자기장을 만들기 위해 구리 코일 형태의 큰 자기 루프 안테나에 의존합니다. 이것은 수신 안테나에 전류를 만듭니다. 그리고 나서 각각의 코일은 같은 주파수에서 공진하고 전력은 전송될 수 있습니다.
다상 코일 시스템에서 전력은 두 개 이상의 전도성 물질을 사용하여 두 개 이상의 교류(AC) 상을 사용하며, 이들은 서로 다른 파동 사이에 고정되고 정의된 상으로 전압 주기를 회전합니다.
이것은 다상 전자기 코일이 여러 단계로 전하를 전달한다는 것을 의미합니다. 결과적으로 자기장이 더 균일해져서 주어진 크기에 대해 더 일관되고 더 높은 전력 전달이 가능하다고 ORNL 과학자들은 2022년 논문에서 말했습니다. 다상 커플러는 또한 더 효율적인데, 이는 더 긴 거리에 걸쳐 더 적은 전력이 손실된다는 것을 의미하며, 코일 크기를 줄여 기존 코일 기술과 동일한 충전 속도를 달성할 수 있습니다.
이번 성과는 시제품 무선 충전 장치가 크기를 감안할 때 실용적으로 사용하기에 충분히 작기 때문에 특히 주목할 만하다고 오나르는 성명에서 말했습니다.