La bobina primaria del cargador induce una corriente en la bobina secundaria del dispositivo que se está cargando.
La carga inductiva (también conocida como carga inalámbrica o carga inalámbrica ) es un tipo de transferencia de energía inalámbrica . Utiliza inducción electromagnética para proporcionar electricidad a dispositivos portátiles. La carga inductiva también se utiliza en vehículos, herramientas eléctricas, cepillos de dientes eléctricos y dispositivos médicos. El equipo portátil se puede colocar cerca de una estación de carga o una plataforma inductiva sin necesidad de alinearlo con precisión o hacer contacto eléctrico con una base o enchufe.
La carga inductiva se llama así porque transfiere energía mediante acoplamiento inductivo . Primero, la corriente alterna pasa a través de una bobina de inducción en la estación o plataforma de carga. La carga eléctrica en movimiento crea un campo magnético , cuya fuerza fluctúa porque la amplitud de la corriente eléctrica fluctúa. Este campo magnético cambiante crea una corriente eléctrica alterna en la bobina de inducción del dispositivo portátil, que a su vez pasa a través de un rectificador para convertirla en corriente continua . Finalmente, la corriente continua carga una batería o proporciona energía operativa. [1] [2]
Se pueden lograr distancias mayores entre las bobinas emisora y receptora cuando el sistema de carga inductiva utiliza acoplamiento inductivo resonante , donde se agrega un capacitor a cada bobina de inducción para crear dos circuitos LC con una frecuencia de resonancia específica. La frecuencia de la corriente alterna coincide con la frecuencia de resonancia y la frecuencia se elige dependiendo de la distancia deseada para lograr la máxima eficiencia. [1] Las mejoras recientes a este sistema resonante incluyen el uso de una bobina de transmisión móvil (es decir, montada en una plataforma o brazo elevador) y el uso de otros materiales para la bobina receptora, como cobre plateado o, a veces , aluminio, para minimizar el peso y disminuir Resistencia por efecto piel .
Historia
La transferencia de energía por inducción se utilizó por primera vez en 1894, cuando M. Hutin y M. Le-Blanc propusieron un aparato y un método para alimentar un vehículo eléctrico. [3] Sin embargo, los motores de combustión resultaron más populares y esta tecnología quedó olvidada por un tiempo. [2]
En 1972, el profesor Don Otto de la Universidad de Auckland propuso un vehículo propulsado por inducción utilizando transmisores en la carretera y un receptor en el vehículo. [2] En 1977, John E. Trombly recibió una patente para un "cargador de baterías acoplado electromagnéticamente". La patente describe una solicitud para cargar baterías de faros para mineros (US 4031449). La primera aplicación de carga inductiva utilizada en Estados Unidos fue realizada por JG Bolger, FA Kirsten y S. Ng en 1978. Construyeron un vehículo eléctrico propulsado con un sistema a 180 Hz con 20 kW. [2] En California, en los años 1980 se fabricó un autobús que funcionaba con carga inductiva, y en esa época se realizaban trabajos similares en Francia, Alemania y Europa. [2]
En 2006, el MIT comenzó a utilizar [ se necesita aclaración ] acoplamiento resonante . Pudieron transmitir una gran cantidad de energía sin radiación a lo largo de unos pocos metros. Esto resultó ser mejor para las necesidades comerciales y fue un paso importante para la carga inductiva. [2] [ verificación fallida ]
El Wireless Power Consortium (WPC) se estableció en 2008 y en 2010 establecieron el estándar Qi . En 2012, se fundaron Alliance for Wireless Power (A4WP) y Power Matter Alliance (PMA). Japón estableció el Foro Inalámbrico de Banda Ancha (BWF) en 2009, y estableció el Consorcio de Energía Inalámbrica para Aplicaciones Prácticas (WiPoT) en 2013. El Consorcio de Cosecha de Energía (EHC) también se fundó en Japón en 2010. Corea estableció el Foro de Energía Inalámbrica Coreana ( KWPF) en 2011. [2] El objetivo de estas organizaciones es crear estándares para la carga inductiva. En 2018, se adoptó el estándar inalámbrico Qi para su uso en equipos militares en Corea del Norte, Rusia y Alemania.
Áreas de aplicación
Las aplicaciones de la carga inductiva se pueden dividir en dos grandes categorías: baja potencia y alta potencia:
Las aplicaciones de bajo consumo generalmente son compatibles con pequeños dispositivos electrónicos de consumo, como teléfonos móviles , dispositivos portátiles, algunas computadoras y dispositivos similares que normalmente se cargan a niveles de potencia inferiores a 100 vatios. A menudo se utiliza la frecuencia de la red eléctrica de CA de 50 o 60 hercios [4] o, en el caso de dispositivos compatibles con Qi, las frecuencias en el rango de 87 a 205 kHz son típicas. [5]
La carga inductiva de alta potencia generalmente se refiere a la carga inductiva de baterías a niveles de potencia superiores a 1 kilovatio. El área de aplicación más destacada de la carga inductiva de alta potencia es el apoyo a los vehículos eléctricos , donde la carga inductiva proporciona una alternativa automatizada e inalámbrica a la carga mediante enchufe. Los niveles de potencia de estos dispositivos pueden variar desde aproximadamente 1 kilovatio hasta 300 kilovatios o más. Todos los sistemas de carga inductiva de alta potencia utilizan bobinas primarias y secundarias resonantes. Estos sistemas funcionan en el rango de onda larga con frecuencias de hasta 130 kHz. El uso de frecuencias de onda corta puede mejorar la eficiencia y el tamaño del sistema [6] pero eventualmente transmitiría la señal a todo el mundo. Las altas potencias plantean la preocupación por la compatibilidad electromagnética y las interferencias de radiofrecuencia .
Ventajas
Conexiones protegidas: no hay corrosión cuando los componentes electrónicos están encerrados, lejos del agua u oxígeno de la atmósfera. Menos riesgo de fallas eléctricas como cortocircuitos debido a fallas de aislamiento, especialmente donde las conexiones se hacen o rompen con frecuencia. [7]
Bajo riesgo de infección: en el caso de los dispositivos médicos integrados, la transmisión de energía a través de un campo magnético que atraviesa la piel evita los riesgos de infección asociados con los cables que penetran la piel. [8]
Durabilidad: sin la necesidad de enchufar y desenchufar constantemente el dispositivo, hay mucho menos desgaste en el enchufe del dispositivo y en el cable de conexión. [7]
Mayor comodidad y calidad estética.
La carga inductiva automatizada de alta potencia de vehículos eléctricos permite eventos de carga más frecuentes y, en consecuencia, una ampliación de la autonomía.
Los sistemas de carga inductiva pueden funcionar automáticamente sin depender de personas para enchufarlos y desenchufarlos. Esto da como resultado una mayor confiabilidad.
En teoría, el funcionamiento automático de la carga inductiva en las carreteras permite que los vehículos circulen indefinidamente. [9]
Desventajas
La carga por inducción (imagen de la izquierda) genera más calor residual que el uso de un cable (imagen de la derecha).
Se han observado las siguientes desventajas para dispositivos de carga inductiva de baja potencia (es decir, menos de 100 vatios), y es posible que no se apliquen a sistemas de carga inductiva de vehículos eléctricos de alta potencia (es decir, más de 5 kilovatios). [ cita necesaria ]
Carga más lenta: debido a la menor eficiencia, los dispositivos tardan un 15 por ciento más en cargarse cuando la energía suministrada es la misma. [10]
Más cara: la carga inductiva también requiere electrónica de accionamiento y bobinas tanto en el dispositivo como en el cargador, lo que aumenta la complejidad y el coste de fabricación. [11] [12]
Inconveniencia: cuando un dispositivo móvil está conectado a un cable, se puede mover (aunque en un rango limitado) y operar mientras se carga. En la mayoría de las implementaciones de carga inductiva, el dispositivo móvil debe dejarse sobre una plataforma para que se cargue y, por lo tanto, no se puede mover ni operar fácilmente mientras se carga. Con algunos estándares, la carga se puede mantener a distancia, pero sólo sin nada presente entre el transmisor y el receptor. [7]
Estándares compatibles: no todos los dispositivos son compatibles con diferentes cargadores inductivos. Sin embargo, algunos dispositivos han comenzado a admitir múltiples estándares. [13]
La ineficiencia tiene otros costos además de tiempos de carga más prolongados. Los cargadores inductivos producen más calor residual que los cargadores con cable, lo que puede afectar negativamente a la longevidad de la batería. [14] [ se necesita una mejor fuente ] Un análisis amateur de 2020 sobre el uso de energía realizado con un Pixel 4 encontró que una carga por cable de 0 a 100 por ciento consumía 14,26 Wh ( vatios-hora ), mientras que un soporte de carga inalámbrico usaba 19,8 Wh, un aumento del 39%. El uso de una plataforma de carga inalámbrica de marca genérica y la desalineación del teléfono produjeron un consumo de hasta 25,62 Wh, o un aumento del 80%. El análisis señaló que, si bien es poco probable que esto sea perceptible para las personas, tiene implicaciones negativas para una mayor adopción de la carga inalámbrica de teléfonos inteligentes. [15]
Los enfoques más nuevos reducen las pérdidas por transferencia mediante el uso de bobinas ultrafinas, frecuencias más altas y electrónica de accionamiento optimizada. Esto da como resultado cargadores y receptores más eficientes y compactos, facilitando su integración en dispositivos móviles o baterías con cambios mínimos requeridos. [16] [17] Estas tecnologías proporcionan tiempos de carga comparables a los métodos cableados y se están abriendo camino rápidamente en los dispositivos móviles.
Seguridad
El aumento de los dispositivos de carga inductiva de alta potencia ha llevado a los investigadores a investigar el factor de seguridad de los campos electromagnéticos (CEM) generados por bobinas inductoras más grandes. Con el reciente interés en la expansión de la carga inductiva de alta potencia con automóviles eléctricos, ha surgido un aumento de las preocupaciones sobre salud y seguridad. Para proporcionar una mayor distancia de cobertura, las personas necesitarían a cambio una bobina más grande para el inductor. Un coche eléctrico con un conductor de este tamaño necesitaría unos 300 kW de una batería de 400 V para emitir suficiente carga para cargar el vehículo. [ aclaración necesaria ] Esta gran exposición de ondas electromagnéticas a la piel de un ser humano podría resultar dañina si no se cumple en las condiciones adecuadas. Los límites de exposición se pueden cumplir incluso cuando la bobina transmisora está muy cerca del cuerpo. [18]
Se han realizado pruebas sobre cómo estos campos pueden afectar los órganos cuando se los somete a niveles bajos de frecuencia. Cuando se expone a varios niveles de frecuencias, se pueden experimentar mareos, destellos de luz u hormigueo en los nervios. En rangos más altos también se puede experimentar calentamiento o incluso quemazón de la piel. La mayoría de las personas experimentan niveles bajos de campos electromagnéticos en la vida cotidiana. El lugar más común para experimentar estas frecuencias es con un cargador inalámbrico, generalmente en una mesa de noche ubicada cerca de la cabeza. [19] [ se necesita aclaración ]
Estándares
Los estándares se refieren a los diferentes conjuntos de sistemas operativos con los que los dispositivos son compatibles. Hay dos estándares principales: Qi y PMA. [13] Los dos estándares funcionan de manera muy similar, pero utilizan diferentes frecuencias de transmisión y protocolos de conexión. [13] Debido a esto, los dispositivos compatibles con un estándar no son necesariamente compatibles con el otro estándar. Sin embargo, existen dispositivos compatibles con ambos estándares.
Magne Charge , un sistema de carga inductivo en gran parte obsoleto, también conocido como J1773, utilizado para cargar vehículos eléctricos de batería (BEV) anteriormente fabricados por General Motors.
El estándar emergente SAE J2954 permite la carga inductiva de automóviles a través de una plataforma, con una entrega de energía de hasta 11 kW. [20]
Qi , un estándar de interfaz desarrollado por Wireless Power Consortium para la transferencia de energía eléctrica inductiva. En julio de 2017, es el estándar más popular del mundo, con más de 200 millones de dispositivos compatibles con esta interfaz.
Alianza AirFuel:
En enero de 2012, IEEE anunció el inicio de Power Matters Alliance (PMA) bajo las conexiones industriales de la IEEE Standards Association (IEEE-SA). La alianza se forma para publicar un conjunto de estándares para la energía inductiva que sean seguros y energéticamente eficientes, y que tengan una gestión inteligente de la energía. La PMA también se centrará en la creación de un ecosistema de energía inductiva [21]
Rezence fue un estándar de interfaz desarrollado por Alliance for Wireless Power (A4WP).
A4WP y PMA se fusionaron en AirFuel Alliance en 2015. [22]
Muchos fabricantes de teléfonos inteligentes han comenzado a incorporar esta tecnología a sus dispositivos, adoptando la mayoría el estándar de carga inalámbrica Qi . Los principales fabricantes como Apple y Samsung producen muchos modelos de sus teléfonos en grandes cantidades con capacidades Qi. La popularidad del estándar Qi ha llevado a otros fabricantes a adoptarlo como su propio estándar. [23] Los teléfonos inteligentes se han convertido en la fuerza impulsora de esta tecnología que ingresa a los hogares de los consumidores, donde se han desarrollado muchas tecnologías domésticas para utilizar esta tecnología.
Samsung y otras empresas han comenzado a explorar la idea de "carga superficial", construyendo una estación de carga inductiva en una superficie completa, como un escritorio o una mesa. [23] Por el contrario, Apple y Anker están impulsando una plataforma de carga basada en muelle. Esto incluye plataformas de carga y discos que ocupan un espacio mucho más pequeño. Están dirigidos a consumidores que desean tener cargadores más pequeños ubicados en áreas comunes y que combinen con la decoración actual de su hogar. [23] Debido a la adopción del estándar Qi de carga inalámbrica, cualquiera de estos cargadores funcionará con cualquier teléfono siempre que sea compatible con Qi. [23]
Otro avance es la carga inalámbrica inversa , que permite que un teléfono móvil descargue de forma inalámbrica su propia batería en otro dispositivo. [24]
Ejemplos
Un iPhone X cargado con un cargador inalámbricoTransferencia de energía inalámbrica desde la plataforma de carga inductiva al Deutsche Telekom T Phone Pro 5G
En el Consumer Electronics Show (CES) de enero de 2007, Visteon presentó su sistema de carga inductiva para uso en vehículos que sólo podía cargar teléfonos móviles especialmente fabricados en reproductores MP3 con receptores compatibles. [25]
28 de abril de 2009: IGN informó sobre una estación de carga inductiva Energizer para el control remoto de Wii. [26]
En el CES de enero de 2009, Palm, Inc. anunció que su nuevo teléfono inteligente Pre estaría disponible con un accesorio de cargador inductivo opcional, el "Touchstone". El cargador venía con una placa posterior especial requerida que se convirtió en estándar en el modelo Pre Plus posterior anunciado en CES 2010. Esto también apareció en los teléfonos inteligentes Pixi, Pixi Plus y Veer 4G posteriores. Tras su lanzamiento en 2011, la desafortunada tableta HP Touchpad (después de la adquisición de Palm Inc. por parte de HP) tenía una bobina de piedra de toque incorporada que funcionaba como antena para su función Touch to Share similar a NFC. [16] [27] [28]
24 de marzo de 2013: Samsung lanzó el Galaxy S3 , que admite un accesorio de cubierta posterior opcionalmente adaptable, incluido en su “Kit de carga inalámbrica” por separado.
Nokia anunció el 5 de septiembre de 2012 el Lumia 920 y el Lumia 820 , que admiten respectivamente la carga inductiva integrada y la carga inductiva con un accesorio posterior.
15 de marzo de 2013: Samsung lanzó el Galaxy S4 , que admite carga inductiva con una cubierta trasera accesoria.
26 de julio de 2013: Google y ASUS lanzaron el Nexus 7 Edición 2013 con carga inductiva integrada.
9 de septiembre de 2014: Apple anunció el Apple Watch (lanzado el 24 de abril de 2015), que utiliza carga inductiva inalámbrica.
27 de agosto de 2017: Wärtsilä reclamó la operación de una instalación piloto a gran escala con 1,6 MW y 500 mm de distancia entre las bobinas terrestres y a bordo para cargar un ferry híbrido eléctrico en operación comercial; la prueba piloto se realizó durante un año. [29]
12 de septiembre de 2017: Apple anunció la plataforma de carga inalámbrica AirPower . Estaba destinado a ser capaz de cargar un iPhone , un Apple Watch y AirPods simultáneamente; Sin embargo, el producto nunca fue lanzado. El 12 de septiembre de 2018, Apple eliminó la mayoría de las menciones de AirPower de su sitio web y el 29 de marzo de 2019 canceló el producto por completo. [30]
dispositivos Qi
Plataforma de carga inalámbrica utilizada para cargar dispositivos con el estándar Qi
Nokia lanzó dos teléfonos inteligentes (el Lumia 820 y el Lumia 920 ) el 5 de septiembre de 2012, que cuentan con carga inductiva Qi. [31]
Google y LG lanzaron el Nexus 4 en octubre de 2012, que admite carga inductiva utilizando el estándar Qi.
El 21 de noviembre de 2012, HTC lanzó el Droid DNA , que también es compatible con el estándar Qi.
31 de octubre de 2013 Google y LG lanzaron el Nexus 5 , que admite carga inductiva con Qi.
El 14 de abril de 2014, Samsung lanzó el Galaxy S5 que admite carga inalámbrica Qi con un receptor o un respaldo de carga inalámbrica.
20 de noviembre de 2015 Microsoft lanzó Lumia 950 XL y Lumia 950 que admiten la carga con el estándar Qi.
El 22 de febrero de 2016, Samsung anunció sus nuevos buques insignia Galaxy S7 y S7 Edge, que utilizan una interfaz casi igual a la de Qi. El Samsung Galaxy S8 y el Samsung Galaxy Note 8 lanzados en 2017 también cuentan con tecnología de carga inalámbrica Qi.
El 12 de septiembre de 2017, Apple anunció que el iPhone 8 y el iPhone X contarían con carga inalámbrica estándar Qi. Los modelos 2020 denominaron esta capacidad MagSafe con imanes adicionales.
Muebles
Ikea dispone de una serie de muebles de carga inalámbrica que soportan el estándar Qi.
Doble estándar
3 de marzo de 2015: Samsung anunció sus nuevos modelos insignia Galaxy S6 y S6 Edge con carga inductiva inalámbrica a través de cargadores compatibles con Qi y PMA . Todos los teléfonos de las líneas Samsung Galaxy S y Note posteriores al S6 admiten carga inalámbrica.
El 6 de noviembre de 2015, BlackBerry lanzó su nuevo buque insignia BlackBerry Priv , el primer teléfono BlackBerry que admite carga inductiva inalámbrica a través de cargadores compatibles con Qi y PMA .
Investigación y otros
Sistemas de transferencia de energía transcutánea (TET) en corazones artificiales y otros dispositivos implantados quirúrgicamente.
En 2006, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts informaron que habían descubierto una forma eficiente de transferir energía entre bobinas separadas por unos pocos metros. El equipo, dirigido por Marin Soljačić , teorizó que podrían ampliar la distancia entre las bobinas añadiendo resonancia a la ecuación. El proyecto de energía inductiva del MIT, llamado WiTricity , utiliza una bobina curva y placas capacitivas. [32] [33]
En 2012 se inauguró el museo privado ruso Grand Maket Rossiya , que presenta carga inductiva en sus exhibiciones de modelos de automóviles.
A partir de 2017, Disney Research ha estado desarrollando e investigando la carga inductiva a escala de habitación para múltiples dispositivos.
Transporte
Un modelo de camión con alimentación inalámbrica en el museo Grand Maket Rossiya
La transferencia de energía inalámbrica o carga inalámbrica de vehículos eléctricos generalmente se divide en tres categorías: carga estacionaria cuando el vehículo está estacionado durante un período prolongado de tiempo; carga dinámica cuando el vehículo circula por carreteras o autopistas; y carga cuasi dinámica o semidinámica, cuando el vehículo se mueve a baja velocidad entre paradas, [34] : 847 por ejemplo, cuando un taxi circula lentamente en una parada de taxis. [35] La carga inductiva no se considera una tecnología de carga dinámica madura, ya que entrega la menor potencia de las tres tecnologías de carreteras eléctricas , sus receptores pierden entre el 20 % y el 25 % de la potencia suministrada cuando se instalan en camiones y sus efectos sobre la salud aún no se han determinado. documentarse, según un grupo de trabajo del gobierno francés sobre carreteras eléctricas . [36]
Carga estacionaria
En un sistema de carga inductiva, un devanado se fija a la parte inferior del coche y el otro permanece en el suelo del garaje. [37] La principal ventaja del enfoque inductivo para la carga de vehículos es que no hay posibilidad de descarga eléctrica , ya que no hay conductores expuestos, aunque los enclavamientos, los conectores especiales y los RCD (interruptores de falla a tierra o GFI) pueden hacer que el acoplamiento conductor sea casi tan seguro. Un defensor de la carga inductiva de Toyota sostuvo en 1998 que las diferencias generales de costos eran mínimas, mientras que un defensor de la carga conductiva de Ford sostuvo que la carga conductiva era más rentable. [38]
A partir de 2010, los fabricantes de automóviles mostraron interés en la carga inalámbrica como una pieza más de la cabina digital . En mayo de 2010, la Consumer Electronics Association creó un grupo para establecer una base de interoperabilidad para los cargadores. En una señal del camino que queda por delante, un ejecutivo de General Motors preside el grupo de esfuerzo y normas. Los gerentes de Toyota y Ford dijeron que también están interesados en la tecnología y el esfuerzo de estándares. [39]
Sin embargo, el director de Movilidad del Futuro de Daimler, el profesor Herbert Kohler, ha expresado cautela y ha afirmado que faltan al menos 15 años para la carga inductiva de vehículos eléctricos (a partir de 2011) y que los aspectos de seguridad de la carga inductiva para vehículos eléctricos aún no se han analizado con mayor detalle. . Por ejemplo, ¿qué pasaría si alguien con marcapasos estuviera dentro del vehículo? Otra desventaja es que la tecnología requiere una alineación precisa entre el captador inductivo y la instalación de carga. [40]
En noviembre de 2011, el alcalde de Londres , Boris Johnson , y Qualcomm anunciaron una prueba de 13 puntos de carga inalámbrica y 50 vehículos eléctricos en el área de Shoreditch de la Tech City de Londres , que se implementará a principios de 2012. [41] [42 ] En octubre de 2014, la Universidad de Utah en Salt Lake City , Utah , añadió a su flota de transporte público un autobús eléctrico que utiliza una placa de inducción al final de su recorrido para recargarse. [43] UTA , la agencia regional de transporte público, planeó introducir autobuses similares en 2018. [44] En noviembre de 2012, se introdujo la carga inalámbrica en 3 autobuses en Utrecht , Países Bajos. En enero de 2015, se introdujeron ocho autobuses eléctricos en Milton Keynes, Inglaterra, que utilizan carga inductiva en la carretera con tecnología proov/ipt en cada extremo del viaje para prolongar las cargas nocturnas. [45] Rutas de autobús posteriores en Bristol, Londres y Madrid seguido.
En 2024, el mercado de vehículos eléctricos será testigo de un aumento de modelos compatibles con la tecnología de carga inalámbrica, y muchas marcas de automóviles ofrecerán vehículos eléctricos de carga estacionaria inalámbrica. [46]
Carga dinámica
Generalmente se considera que el primer prototipo funcional de un vehículo eléctrico que se carga de forma inalámbrica mientras se conduce, lo que se conoce como "carga dinámica inalámbrica" o "transferencia dinámica de energía inalámbrica", se desarrolló en la Universidad de California, Berkeley, en las décadas de 1980 y 1990. . El primer sistema de carga inalámbrico dinámico comercializado, el vehículo eléctrico en línea (OLEV), fue desarrollado ya en 2009 por investigadores del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST). [34] : 848 Los vehículos que utilizan el sistema obtienen energía de una fuente de energía debajo de la superficie de la carretera, que es una serie de rieles o bobinas inductivos. [47] [48] Los esfuerzos de comercialización de la tecnología no han tenido éxito debido a los altos costos, [49] y su principal desafío técnico es la baja eficiencia. [50] : 57 Se descubrió que la infraestructura de carga inductiva dinámica aumenta la aparición de grietas reflectantes en las superficies de las carreteras. [50] : 64 [51] A partir de 2021, empresas y organizaciones como Vedecom, [52] Magment, Electreon e IPT están desarrollando tecnologías dinámicas de carga de bobinas inductivas. [53] IPT también está desarrollando un sistema que utiliza carriles inductivos en lugar de bobinas, ya que los estándares actuales que utilizan bobinas son "extremadamente caros" para la carga dinámica, según el director general de IPT. [54]
Investigación y desarrollo
Actualmente se está trabajando y experimentando en el diseño de esta tecnología para aplicarla a vehículos eléctricos. Esto podría implementarse mediante el uso de una ruta predefinida o conductores que transfieran energía a través de un espacio de aire y carguen el vehículo en una ruta predefinida, como un carril de carga inalámbrica. [55] Los vehículos que podrían aprovechar este tipo de carril de carga inalámbrica para ampliar el alcance de sus baterías a bordo ya están en la carretera. [55] Algunos de los problemas que actualmente impiden que estos carriles se generalicen es el costo inicial asociado con la instalación de esta infraestructura que beneficiaría solo a un pequeño porcentaje de los vehículos actualmente en la carretera. Otra complicación es rastrear cuánta energía consumía o sacaba cada vehículo del carril. Sin una forma comercial de monetizar esta tecnología, muchas ciudades ya han rechazado planes para incluir estos carriles en sus paquetes de gasto en obras públicas. [55] Sin embargo, esto no significa que los automóviles no puedan utilizar la carga inalámbrica a gran escala. Ya se están dando los primeros pasos comerciales con alfombras inalámbricas que permiten cargar vehículos eléctricos sin conexión por cable mientras están estacionados sobre una alfombra de carga. [55] Estos proyectos a gran escala han presentado algunos problemas que incluyen la producción de grandes cantidades de calor entre las dos superficies de carga y pueden causar un problema de seguridad. [56] Actualmente las empresas están diseñando nuevos métodos de dispersión de calor mediante los cuales puedan combatir este exceso de calor. Estas empresas incluyen a la mayoría de los principales fabricantes de vehículos eléctricos, como Tesla , Toyota y BMW . [57]
EPCOT Universe of Energy está equipado con "bancos" de teatro móviles que llevan a los pasajeros/espectadores a través de la exhibición. Son autopropulsados y se recargan inductivamente cuando están en reposo. [58] Esta exhibición con la tecnología de recarga estuvo en su lugar ca. 2003.
Septiembre de 2015 Audi Wireless Charging (AWC) presentó un cargador inductivo de 3,6 kW [59] durante el 66º Salón Internacional del Automóvil (IAA) de 2015.
17 de septiembre de 2015 Bombardier-Transportation PRIMOVE presentó un cargador para automóviles de 3,6 kW, [60] que fue desarrollado en el sitio de Mannheim, Alemania. [61]
Transport for London ha introducido la carga inductiva en una prueba para autobuses de dos pisos en Londres. [62]
En 1997, Conductix Wampler empezó a utilizar la carga inalámbrica en Alemania. En 2002, 20 autobuses empezaron a funcionar en Turín con una carga de 60 kW. En 2013, Proov compró la tecnología IPT. En 2008, esta tecnología ya se utilizó en la casa del futuro en Berlín con el Mercedes Clase A. Más tarde, Evatran también comenzó a desarrollar Plugless Power , un sistema de carga inductiva que, según afirma, es el primer sistema de carga de proximidad, inalámbrico y manos libres del mundo para vehículos eléctricos . [66] Con la participación de la municipalidad local y varias empresas, las pruebas de campo se iniciaron en marzo de 2010. El primer sistema se vendió a Google en 2011 para uso de los empleados en el campus de Mountain View. [67]
Evatran comenzó a vender al público el sistema de carga inalámbrico Plugless L2 en 2014. [68]
Volvo Group invirtió en enero de 2019 en Momentum Dynamics, especialista en carga inalámbrica con sede en EE. UU. [69] Volvo y Momentum Dynamics llevarán a cabo un proyecto piloto de tres años, a partir de 2022, para la carga inalámbrica de taxis eléctricos en las paradas de taxis. [70]
BRUSA Elektronik AG, proveedor especializado y empresa de desarrollo de vehículos eléctricos, ofrece un módulo de carga inalámbrico llamado ICS con una potencia de 3,7 kW. [71]
Una asociación entre Cabonline, Jaguar, Momentum Dynamics y Fortum Recharge está lanzando una flota de taxis con carga inalámbrica en Oslo, Noruega. La flota consta de 25 SUV Jaguar I-Pace equipados con plataformas de carga inductiva de entre 50 y 75 kW. Las almohadillas utilizan un acoplamiento inductivo resonante que funciona a 85 Hz para mejorar la eficiencia y el alcance de la carga inalámbrica. [72]
El 3 de febrero de 2022, Hyundai Motor Group desarrolló un sistema de carga inalámbrica para vehículos eléctricos utilizando el principio de inducción magnética. [73] La energía se transmite al vehículo a través de resonancia entre la almohadilla magnética en la parte inferior del espacio de carga y la almohadilla magnética en la parte inferior del vehículo. La energía transmitida se almacena en la batería a través de un convertidor en el sistema del vehículo. Se aplicó a modo de prueba en la estación de carga de vehículos eléctricos Genesis Motor ubicada en Corea del Sur. [74]
Implicaciones médicas
La carga inalámbrica está teniendo un impacto en el sector médico al poder cargar a largo plazo implantes y sensores que se encuentran debajo de la piel. Varias empresas ofrecen implantes médicos recargables (por ejemplo, neuroestimuladores implantables) que utilizan carga inductiva. Los investigadores han podido imprimir antenas transmisoras de energía inalámbricas en materiales flexibles que podrían colocarse debajo de la piel de los pacientes. [56] Esto podría significar que los dispositivos debajo de la piel que podrían monitorear el estado del paciente podrían tener una vida más larga y proporcionar largos períodos de observación o monitoreo que podrían conducir a un mejor diagnóstico por parte de los médicos. Estos dispositivos también pueden hacer que los dispositivos de carga, como los marcapasos, sean más fáciles para el paciente en lugar de tener una parte expuesta del dispositivo empujando a través de la piel para permitir la carga con cable. Esta tecnología permitiría implantar un dispositivo completamente haciéndolo más seguro para el paciente. No está claro si se aprobará el uso de esta tecnología; se necesita más investigación sobre la seguridad de estos dispositivos. [56] Si bien estos polímeros flexibles son más seguros que los conjuntos de diodos estriados, pueden ser más susceptibles a romperse durante su colocación o extracción debido a la naturaleza frágil de la antena que está impresa en el material plástico. Si bien estas aplicaciones médicas parecen muy específicas, la transferencia de energía de alta velocidad que se logra con estas antenas flexibles se está analizando para aplicaciones más amplias. [56]
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enlaces externos
Cómo funcionan los inductores
Cómo se recargan los cepillos de dientes eléctricos mediante inductores
La electricidad inalámbrica está aquí
Carga inalambrica
El autobús eléctrico se recarga rápidamente mediante placas de carga inalámbricas en las paradas Archivado el 7 de marzo de 2016 en Wayback Machine - Wired
Torre Tesla – Carga inductiva en el año 1900
Cargador inalámbrico Qi, DiodeGoneWild en YouTube 16 de agosto de 2017
