Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han construido un cargador rápido para vehículos eléctricos que es al menos 10 veces más pequeño que los sistemas existentes y desperdicia un 60 por ciento menos de energía durante el proceso de carga. sin sacrificar el tiempo de carga. El equipo ahora está construyendo una versión que es capaz de cargar vehículos más rápidamente, al mismo tiempo que carga varios vehículos al mismo tiempo.

La nueva tecnología se denomina cargador rápido de media tensión (MVFC).

Convencional, Los cargadores de última generación de 50 kilovatios (kW) incluyen un transformador de distribución, que pesa 1000 kilogramos, y una unidad de carga rápida separada, que pesa de 200 a 600 kg. Para soportar el peso, este sistema de transformador y cargador generalmente debe instalarse en una losa de concreto.

El transformador toma energía de una línea de línea de voltaje medio de servicio público y reduce el voltaje a 480 V para que pueda ser utilizado por el cargador rápido. El cargador rápido toma el voltaje de CA y lo convierte en voltaje de CC que es compatible con la batería del vehículo eléctrico.

"Nuestro MVFC de 50 kW pesa solo alrededor de 100 kilogramos y puede montarse en la pared o en un poste, "dice Srdjan Lukic, profesor asociado de ingeniería eléctrica en NC State y uno de los investigadores que desarrollaron la tecnología. "El MVFC hace el trabajo tanto del transformador como del cargador rápido, tomando energía directamente de una línea de servicio de media tensión y convirtiéndola para su uso en una batería de vehículo eléctrico.

"Este nuevo enfoque ofrece cuatro veces más potencia con la misma huella del sistema, reduciendo los costos de instalación del sistema al mismo tiempo, "dice Srdjan Srdic, un profesor de investigación en NC State que también trabajó en el desarrollo de la tecnología.

Los investigadores pudieron hacer la tecnología mucho más pequeña, en parte, porque utilizaban dispositivos semiconductores con banda prohibida amplia. Esto también hizo que la tecnología fuera más eficiente energéticamente.

En el presente, se informa que las mejores estaciones de transformadores y cargadores tienen una eficiencia de hasta el 93 por ciento, lo que significa que al menos el 7 por ciento de la energía se pierde en calor durante el proceso de carga.

En prueba, el prototipo MVFC tiene una eficiencia de al menos el 97,5 por ciento, lo que significa que un 4.5 por ciento adicional de la energía se usa para cargar el vehículo, en lugar de desperdiciarse como calor. Esto reduce los costos operativos, aumentar los ingresos sin aumentar el costo para los consumidores.

"En otras palabras, pudimos reducir la energía desperdiciada en más del 60 por ciento, "Dice Srdic.

Los periodistas pueden solicitar una demostración del prototipo MVFC.

La versión actual del MVFC se carga a la misma velocidad que las estaciones de carga existentes. Eso es porque esta iteración del MVFC fue diseñada para operar a 50 kW, que es el nivel de potencia de un cargador rápido típico.

Sin embargo, el equipo de investigación está en el proceso de construir un MVFC de próxima generación que maneje una potencia mucho mayor, capaz de cargar más vehículos y cargarlos más rápidamente.

"Hemos tenido los más poderosos, MVFC de varios vehículos en mente durante algún tiempo, y recientemente recibió fondos del Departamento de Energía para construir un prototipo de próxima generación, "dice Lukic, quien es el subdirector del Centro de Investigación de Ingeniería FREEDM en NC State.

En el diseño de la estación multipuerto, una línea de servicios públicos está conectada directamente a un transformador de estado sólido, (SST), que es un transformador inteligente basado en electrónica de potencia. Luego, la SST alimenta una microrred de CC local, con sistemas de almacenamiento de batería y múltiples nodos de carga a los que se pueden conectar los vehículos.

"Estamos incorporando cinco nodos de carga al prototipo, pero podría haber el doble o más, "Dice Lukic.

El MVFC multipuerto tendrá una capacidad nominal de un megavatio, con cada nodo de carga capaz de proporcionar hasta 350 kW de potencia. La actualización de 50 kW a 350 kW significa que un vehículo se puede cargar hasta siete veces más rápido.

"Actualmente estamos buscando socios de la industria que nos ayuden a pasar de nuestros prototipos completamente funcionales al mercado, "Dice Lukic.

El desarrollo del prototipo MVFC existente se realizó con el apoyo del PowerAmerica Institute, una iniciativa de investigación público-privada ubicada en NC State y financiada por la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable (EERE) del DOE. El desarrollo del prototipo MVFC de varios vehículos está siendo financiado por EERE. FREEDM fue creado con el apoyo de la National Science Foundation.