- النظام اللاسلكي يقلل خطأ تحديد موقع السيارة الكهربائية بنسبة تقارب 80%.
- النظام يستخدم إشارة عريضة النطاق لقياس موقع الملف واتجاه السيارة.
- بعد التصحيح، كان خطأ تقدير زاوية السيارة الوسيط 0.25 درجة.
- يأمل الباحثون في توفير وسيلة شحن بسيطة للسيارات الكهربائية.
نظام لاسلكي يعتمد على بعض تقنيات مفاتيح السيارة الرقمية، وبعد تصحيح الباحثين لتشويه الإشارة في اختبارات المختبر، تم تقليل خطأ تحديد موقع ملف الشحن اللاسلكي للسيارات الكهربائية بنسبة تقارب 80%. يمكن للنظام تقدير موقع الملف بالنسبة لوسادة الشحن واتجاه السيارة. قام باحثون من جامعة أوساكا في اليابان بالتعاون مع Tokai Rika وجامعة كاليفورنيا في سان دييغو بتطوير هذا النظام، وتم اختباره على نموذج مصغر للسيارة، باستخدام إشارة عريضة النطاق (UWB) لقياس موقع الملف.
يعمل شاحن السيارة الكهربائية اللاسلكي عن طريق إرسال الطاقة من وسادة الشحن الموجودة على الأرض إلى ملف الاستقبال المثبت في أسفل السيارة. إذا كان الملف بعيدًا عن مركز وسادة الشحن ببضعة سنتيمترات أو كانت زاوية وقوف السيارة غير صحيحة، فإن ذلك سيقلل من كفاءة نقل الطاقة، مما قد يجعل السيارة تبقى على وسادة الشحن لفترة أطول للحصول على نفس كمية الشحن. عادةً ما يكون نظام تحديد المواقع المغناطيسية أكثر فعالية عندما يكون الملف قريبًا من وسادة الشحن. على الرغم من أن الكاميرات يمكن أن تساعد في توجيه عملية ركن السيارة، إلا أن الأمطار والأوساخ أو نقص الإضاءة قد تجعل من الصعب رؤية وسادة الشحن. لذلك، استخدم الباحثون القياسات اللاسلكية لتقدير موقع الملف وزاوية السيارة.
آلية عمل النظام اللاسلكي
وضعت فريق البحث أربعة أجهزة UWB حول ملف الاستقبال في النموذج، وأعدوا هوائيًا بالقرب من وسادة الشحن. ترسل هذه الأجهزة إشارات لاسلكية قصيرة المدى بينهما. يقوم النظام أولاً بقياس الوقت الذي تستغرقه الإشارة للانتقال بين الاثنين لتحديد موقع السيارة بشكل تقريبي، ثم يقارن الفرق في الطور عند وصول الموجات إلى الأجهزة المختلفة. هذه الاختلافات الطفيفة تمكن النظام من تحسين تقدير موقع الملف واتجاه السيارة. كما قام الباحثون بقياس التشويه المحدد للتركيب مسبقًا، واستخدموا هذه القياسات لتصحيح القراءات.
أظهرت اختبارات المختبر أن الفريق قام بعدة قياسات عندما كان النموذج ثابتًا في موقع واحد. بعد التصحيح، كان خطأ تقدير زاوية السيارة الوسيط 0.25 درجة. إذا لم يتم التصحيح، فإن خطأ تقدير موقع الملف الوسيط كان حوالي خمسة أضعاف ما بعد التصحيح. عرض الباحثون كيفية عرض قراءات الموقع والزوايا لتوجيه السيارة للوقوف على وسادة الشحن. يمكن أن تساعد هذه الطريقة أيضًا سيارات الأجرة الآلية وغيرها من السيارات الكهربائية ذاتية القيادة في التوجيه نحو الشحن دون تدخل بشري.
تطبيقات مستقبلية للبحث
قال المؤلف الرئيسي للبحث Ryotaro Hada: "يتطلب تحويل الأساليب الحسابية إلى نظام قابل للتشغيل الكثير من التجارب والخطأ. نأمل أن يوفر هذا البحث وسيلة شحن بسيطة للسيارات الكهربائية في المستقبل، مشابهة لوضع الهواتف الذكية على الشاحن اللاسلكي." لا يزال يتعين اختبار النظام في الهواء الطلق، وتقييمه على سيارات كاملة الحجم أثناء نقل الطاقة من الشاحن. تم نشر هذا البحث في مجلة IEEE Open Journal of Vehicular Technology.
اختراق تقنية تحديد الموقع في نظام الشحن اللاسلكي
يعرض هذا البحث إمكانيات تقنية الراديو في شحن السيارات الكهربائية، خاصة في تحسين دقة التحديد بشكل ملحوظ. أنظمة تحديد المواقع المغناطيسية التقليدية لها فعالية محدودة في بعض البيئات، بينما يمكن لتقنيات القياس اللاسلكي التغلب على هذه التحديات وتوفير تحديد أكثر دقة. مع انتشار السيارات الكهربائية، فإن تطوير هذه التقنية لا يعزز فقط كفاءة الشحن، بل يحسن أيضًا تجربة المستخدم، مما يجعل عملية الشحن أكثر سهولة. جهود فريق البحث تمهد الطريق لطرق شحن السيارات الكهربائية ذاتية القيادة في المستقبل، مما يظهر الإمكانيات الواسعة لتقنية الشحن اللاسلكي.