Разработан способ автоматической беспроводной зарядки беспилотных электромобилей
Беспроводная зарядка невероятно удобна — все мы знаем это на примере гаджетов. Труднее реализовать эту, безусловно, полезную технологию для электромобилей — токи большие, и даже незначительный сдвиг между передающей и приемной катушками уменьшит КПД до неприемлемо низкого уровня.
Решение нашли в Японии. В Осакском университете разработана система позиционирования, которая помогает выравнивать машину над зарядной панелью с почти миллиметровой точностью. Прототип устройства испытали пока на уменьшенном макете электромобиля. Результаты эксперимента приведены в IEEE Open Journal of Vehicular Technology.
Технология основана на сверхширокополосных радиосигналах (UWB), которые применяются также в некоторых цифровых автомобильных ключах. Она точно определяет, где зарядная катушка автомобиля находится над панелью беспроводной зарядки и куда направлен сам автомобиль.
Измерение происходит в два этапа. Сначала по времени прохождения радиосигнала определяется примерное местоположение автомобиля, затем его положение и ориентация уточняется по разности фаз. Искажения сигнала, характерные для каждой конкретной установки, измеряются заранее и компенсируются.
Вокруг приемной катушки автомобиля закреплены четыре UWB-приемопередатчика, засинхронизированные от одного тактового генератора. Они обмениваются сигналами с антеннами по углам зарядной панели. Полученную информацию о положении можно выводить на экран, чтобы помочь водителю правильно встать на место.
В лабораторных экспериментах с уменьшенным макетом автомобиля метод показал медианную ошибку определения положения и ориентации всего в 2,32 миллиметра и 0,25 градуса соответственно — по результатам повторных измерений в фиксированной точке остановки. Без компенсации фазового смещения медианная ошибка положения была примерно в пять раз больше.
Технология может сделать беспроводную зарядку удобнее и эффективнее — особенно для беспилотных автомобилей и роботакси, которым нужно заряжаться без помощи человека. Однако требуются дальнейшие испытания на полноразмерных автомобилях, на открытом воздухе и при реальной передаче энергии.
«Чтобы превратить вычислительный метод в работающую систему, пришлось немало поэкспериментировать методом проб и ошибок. Мы надеемся, что это исследование приведет к будущему, в котором электромобили заряжаются просто от парковки — примерно как смартфон, положенный на беспроводную зарядку», — пояснил инженер Хада Рётаро, первый автор исследования.
