- ระบบวิทยุช่วยลดความคลาดเคลื่อนในการระบุตำแหน่งของรถยนต์ไฟฟ้าลงประมาณ 80%
- ระบบใช้สัญญาณ ultra-wideband (UWB) ในการวัดตำแหน่งของขดลวดและทิศทางของรถยนต์
- หลังจากการปรับปรุง ความคลาดเคลื่อนของมุมรถยนต์อยู่ที่ 0.25 องศา
- การวิจัยมีเป้าหมายเพื่อให้การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าง่ายขึ้น
ระบบวิทยุที่ใช้เทคโนโลยีกุญแจดิจิทัลบางประเภท ได้รับการปรับปรุงโดยนักวิจัยในการทดสอบในห้องปฏิบัติการเพื่อลดความผิดพลาดของสัญญาณ ทำให้ความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งของขดลวดชาร์จไร้สายสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าลดลงประมาณ 80% ระบบนี้สามารถประมาณตำแหน่งของขดลวดสัมพันธ์กับแผ่นชาร์จและทิศทางของรถยนต์ได้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโอซาก้าในญี่ปุ่นร่วมกับ Tokai Rika และมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก ได้พัฒนาระบบนี้และทดสอบบนโมเดลรถยนต์ขนาดย่อม โดยใช้สัญญาณ ultra-wideband (UWB) ในการวัดตำแหน่งของขดลวด
วิธีการทำงานของชาร์จไร้สายสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าคือการส่งพลังงานจากแผ่นชาร์จที่อยู่บนพื้นไปยังขดลวดรับที่ติดตั้งอยู่ใต้รถยนต์ หากขดลวดเบี่ยงเบนจากศูนย์กลางของแผ่นชาร์จไปไม่กี่เซนติเมตรหรือจอดในมุมที่ไม่ถูกต้อง จะทำให้ประสิทธิภาพการส่งพลังงานลดลง ซึ่งอาจทำให้รถยนต์ต้องจอดบนแผ่นชาร์จนานขึ้นเพื่อให้ได้ปริมาณการชาร์จเท่าเดิม ระบบการระบุตำแหน่งแม่เหล็กมักจะมีประสิทธิภาพดีที่สุดเมื่อขดลวดใกล้กับแผ่นชาร์จ แม้ว่ากล้องจะช่วยในการนำทางในการจอดรถ แต่ฝน สิ่งสกปรก หรือแสงไม่เพียงพอก็ทำให้ยากที่จะมองเห็นแผ่นชาร์จ ดังนั้นนักวิจัยจึงใช้การวัดด้วยวิทยุเพื่อประมาณตำแหน่งของขดลวดและมุมของรถยนต์
หลักการทำงานของระบบวิทยุ
ทีมวิจัยได้วางอุปกรณ์ UWB สี่ตัวรอบๆ ขดลวดรับในโมเดล และติดตั้งเสาอากาศใกล้กับแผ่นชาร์จ อุปกรณ์เหล่านี้ส่งสัญญาณไร้สายระยะสั้นระหว่างกัน ระบบจะวัดเวลาที่ใช้ในการส่งสัญญาณระหว่างทั้งสองเพื่อประมาณตำแหน่งของรถยนต์ จากนั้นเปรียบเทียบความแตกต่างของเฟสเมื่อคลื่นถึงอุปกรณ์ต่างๆ ความแตกต่างเล็กน้อยเหล่านี้ช่วยให้ระบบสามารถปรับปรุงการประมาณตำแหน่งของขดลวดและทิศทางของรถยนต์ได้ นักวิจัยยังได้ทำการวัดความผิดเพี้ยนเฉพาะที่ติดตั้งล่วงหน้าและใช้ผลการวัดเหล่านี้ในการปรับปรุงการอ่านค่า
การทดสอบในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่าทีมได้ทำการวัดหลายครั้งเมื่อโมเดลอยู่ในตำแหน่งคงที่ หลังจากการปรับปรุง ความคลาดเคลื่อนของการประมาณมุมรถยนต์อยู่ที่ 0.25 องศา หากไม่มีการปรับปรุง ความคลาดเคลื่อนของการประมาณตำแหน่งขดลวดจะอยู่ประมาณห้าสิบเท่าของค่าหลังการปรับปรุง นักวิจัยได้แสดงให้เห็นถึงวิธีการแสดงผลตำแหน่งและมุมเพื่อช่วยในการนำทางรถยนต์ให้จอดบนแผ่นชาร์จ วิธีการนี้ยังสามารถช่วยแท็กซี่ไร้คนขับและรถยนต์ไฟฟ้าอัตโนมัติอื่นๆ ในการจัดตำแหน่งโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงจากบุคคล
การประยุกต์ใช้ในอนาคตของการวิจัย
ผู้เขียนหลักของการวิจัย Ryotaro Hada กล่าวว่า "การเปลี่ยนวิธีการคำนวณให้เป็นระบบที่ใช้งานได้จริงต้องใช้การทดลองและความผิดพลาดจำนวนมาก เราหวังว่าการวิจัยนี้จะให้วิธีการชาร์จที่ง่ายสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าในอนาคต คล้ายกับการวางสมาร์ทโฟนบนแท่นชาร์จไร้สาย" ระบบนี้ยังต้องทำการทดสอบในพื้นที่กลางแจ้งและประเมินบนรถยนต์ขนาดเต็มขณะส่งพลังงานจากชาร์จ ระบบการวิจัยนี้ได้เผยแพร่ในวารสาร IEEE Open Journal of Vehicular Technology
การพัฒนาเทคโนโลยีการระบุตำแหน่งของระบบการชาร์จไร้สาย
การวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของเทคโนโลยีวิทยุในการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า โดยเฉพาะการปรับปรุงความแม่นยำในการระบุตำแหน่งอย่างมีนัยสำคัญ ระบบการระบุตำแหน่งแม่เหล็ดแบบดั้งเดิมมีประสิทธิภาพจำกัดในบางสภาพแวดล้อม ขณะที่เทคโนโลยีการวัดด้วยวิทยุสามารถเอาชนะความท้าทายเหล่านี้และให้การระบุตำแหน่งที่แม่นยำยิ่งขึ้น ด้วยการเพิ่มขึ้นของรถยนต์ไฟฟ้า การพัฒนาเทคโนโลยีนี้ไม่เพียงแต่จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จ แต่ยังปรับปรุงประสบการณ์ของผู้ใช้ ทำให้กระบวนการชาร์จสะดวกยิ่งขึ้น ความพยายามของทีมวิจัยได้ปูทางสำหรับวิธีการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าไร้คนขับในอนาคต แสดงให้เห็นถึงศักยภาพการใช้งานที่กว้างขวางของเทคโนโลยีการชาร์จไร้สาย