لخّصلي

تم اقتراح أنظمة الشحن اللاسلكي (WCS) في تطبيقات الطاقة العالية للمركبات الكهربائية، بما في ذلك المركبات الكهربائية القابلة للشحن في الأوضاع الثابتة. توفر هذه الأنظمة مزايا في البساطة والموثوقية وسهولة الاستخدام مقارنة بأنظمة الشحن السلكية. ومع ذلك، يقتصر استخدام WCS الثابت على توقف السيارة، كما هو الحال في مواقف السيارات أو المرائب أو عند إشارات المرور. بالإضافة إلى ذلك، تواجه أنظمة WCS الثابتة تحديات مثل مشكلات التوافق الكهرومغناطيسي، ونقل الطاقة المحدود، والهياكل الضخمة، والمدى الأقصر، وضرورة تحقيق كفاءة عالية.

بهدف تحسين المدى الكافي وحجم تخزين البطارية، يتم بحث الوضع الديناميكي لتشغيل WCS للمركبات الكهربائية. تسمح هذه الطريقة بشحن البطاريات أثناء حركة السيارة، مما يقلل من الحاجة إلى تخزين بطاريات باهظة الثمن ويزيد من نطاق النقل. ومع ذلك، يجب على نظام WCS الديناميكي مواجهة عقبتين رئيسيتين: الفجوة الهوائية الكبيرة وعدم محاذاة الملف. تعتمد كفاءة نقل الطاقة بشكل كبير على محاذاة الملف ومسافة الفجوة الهوائية، والتي تتراوح من 150 إلى 300 ملم لمركبات الركاب الصغيرة. يمكن تحقيق محاذاة وضع القيادة الأمثل بسهولة على ملف جهاز الإرسال في الوضع الديناميكي. ولتقليل الخسائر الطفيلية وتحسين كفاءة النظام، تُستخدم طرق تعويض مختلفة، مثل التركيبات المتسلسلة والمتوازية، على جانبي الإرسال والاستقبال.

تُحلل ورقة المراجعة هذه التشغيل الأساسي لأنظمة WCS للسيارات الكهربائية، بما في ذلك طرق نقل الطاقة، وتُشرح مجموعة متنوعة من هياكل المحولات اللاسلكية بهدف تحسين نقل الطاقة.

تم اقتراح أنظمة الشحن اللاسلكي (WCS) في التطبيقات عالية الطاقة، بما في ذلك المركبات الكهربائية [1]، والمركبات الكهربائية القابلة للشحن (PEVs) [2] في التطبيقات الثابتة [3]. بالمقارنة مع أنظمة شحن المكونات الإضافية، يمكن أن توفر WCS المزيد من المزايا في شكل البساطة والموثوقية وسهولة الاستخدام [4]. المشكلة أو القيد المرتبط بـ WCS هو أنه لا يمكن استخدامها إلا عندما تكون السيارة متوقفة أو في أوضاع ثابتة، كما هو الحال في مواقف السيارات أو المرائب أو عند إشارات المرور [3]. بالإضافة إلى ذلك، تواجه أنظمة WCS الثابتة بعض التحديات، مثل مشكلات التوافق الكهرومغناطيسي (EMC)، ونقل الطاقة المحدود، والهياكل الضخمة، والمدى الأقصر، والكفاءة الأعلى [5]، [6]، [7]. من أجل تحسين منطقتي المدى والحجم الكافي لتخزين البطارية، تم بحث الوضع الديناميكي لتشغيل WCS للمركبات الكهربائية [8]، [9]. تسمح هذه الطريقة بشحن أجهزة تخزين البطارية أثناء تحرك السيارة. تتطلب السيارة حجمًا أقل من تخزين البطاريات الباهظة الثمن ويزداد نطاق النقل [10]. ومع ذلك، يتعين على نظام WCS الديناميكي أن يواجه عقبتين رئيسيتين، فجوة هوائية كبيرة وعدم محاذاة الملف، قبل أن يصبح مقبولاً على نطاق واسع. تعتمد كفاءة نقل الطاقة على محاذاة الملف ومسافة فجوة الهواء بين المصدر والمستقبل [5]، [11]. ويتراوح متوسط مسافة الفجوة الهوائية من 150 إلى 300 ملم لمركبات الركاب الصغيرة، بينما قد تزيد بالنسبة للمركبات الأكبر حجمًا. يمكن إجراء محاذاة وضع القيادة الأمثل على ملف جهاز الإرسال بسهولة لأنه يتم قيادة السيارة تلقائيًا في الوضع الديناميكي. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام طرق تعويض مختلفة، مثل التركيبات المتسلسلة والمتوازية، على جانبي الإرسال والاستقبال لتقليل الخسائر الطفيلية وتحسين كفاءة النظام [12]، [13]. في ورقة المراجعة هذه، تم تحليل التشغيل الأساسي لنظام WCS للسيارات الكهربائية، بما في ذلك طرق نقل الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، يتم شرح مجموعة متنوعة من هياكل المحولات اللاسلكية من أجل تحسين الطاقة