Des scientifiques de l’Université métropolitaine de Tokyo ont conçu un dispositif rotatif de table pour étudier la recharge sans fil dans les véhicules électriques. Les tests sur des pistes réelles occupent de vastes zones à un coût significatif. L’équipe a non seulement construit un prototype, mais a utilisé des simulations pour démontrer la sécurité et une recharge similaire à celle d’une piste linéaire. Ils ont reproduit avec succès un mouvement à 40 kilomètres par heure, promettant d’accélérer la recherche mondiale sur la recharge de nouvelle génération pour les VE.
Les véhicules électriques (VE) sont une pierre angulaire des initiatives mondiales de durabilité. Combinés aux énergies renouvelables, l’objectif est de réduire considérablement les émissions de carbone en éliminant progressivement les voitures à combustibles fossiles. Mais les VE font face à une lutte difficile, largement en raison de leur coût et de leur autonomie. Pour étendre l’autonomie, les VE nécessitent plus de stockage de batterie, ce qui les rend encore plus coûteux.
Pour contourner ce problème, les chercheurs se sont penchés sur le transfert d’énergie sans fil dynamique (DWPT), rechargeant les véhicules pendant qu’ils se déplacent sur les routes. Si les VE pouvaient être rechargés pendant leurs déplacements, la capacité de batterie nécessaire serait nettement moindre. Concrètement, une bobine émettrice est enterrée sous les routes, tandis qu’une unité réceptrice sur le véhicule qui passe au-dessus pourra se recharger.
Bien que ce soit une solution élégante, c’est un problème notoirement difficile à étudier pour des raisons pratiques. Pour tester la recharge de véhicules se déplaçant à vitesse, on aurait généralement besoin d’une piste d’essai pour installer les bobines émettrice. Non seulement cela coûte cher, mais cela prend beaucoup d’espace que les petites installations, en particulier les institutions académiques, n’ont pas.
Pour amener les tests de DWPT de la piste d’essai au laboratoire, une équipe dirigée par le professeur adjoint Ryosuke Ota a mis en œuvre un dispositif rotatif qui reproduit le passage des systèmes de recharge sur les véhicules au-dessus des bobines émettrice, un concept de test de plus en plus populaire dans les recherches récentes. Une unité de réception est montée sur un bras contrebalancé qui est actionné par un servomoteur ; une bobine émettrice en forme de haricot est ensuite installée sous la trajectoire du bras. Grâce à des simulations de champs électromagnétiques, ils ont pu montrer que la bobine émettrice produisait un champ comparable à celui créé par les bobines sur des pistes linéaires. En concevant leur prototype, ils ont également soigneusement évalué les contraintes mécaniques dans leur dispositif lorsqu’il tournait à grande vitesse, constatant qu’il s’agissait d’un banc d’essai pratique pour le DWPT dans des conditions comparables à un VE réel.
L’équipe a pu aborder des questions importantes, comme la façon dont le couplage entre l’émetteur et le récepteur change lorsqu’ils sont désalignés. Ils ont pu reproduire les conditions d’une voiture se déplaçant à 40 kilomètres par heure, avec une transmission de puissance de 3 kilowatts. Bien que des résultats similaires aient été obtenus auparavant sur un banc, les principes de conception de l’appareil et le cadre d’évaluation que l’équipe a introduit promettent d’accélérer considérablement la recherche sur les systèmes DWPT, afin qu’ils puissent un jour revenir du laboratoire sur les vraies routes.
Journal : IEEE Open Journal of Vehicular Technology – DOI : Lien vers l’étude
Source : Tokyo MU
