Promotie P. Venugopal: wegen

04 mei 2018 10:00 - Locatie: Aula, TU Delft - Door: webredactie

Magnetic Energy Transfer in Roads. Promotor 1: Prof.dr. J.A. Ferreira (EWI); Promotor 2: Prof.dr.ir. P. Bauer (EWI).

Dit proefschrift behandelt het modelleren en toepassen van magnetische velden in wegen. Met hierin als technologische ruggengraat de inductieve energieoverdracht (IPT) voor het opladen van elektrische voertuigen. De magnetische eigenschappen voor energieoverdracht in voertuigen kunnen ook worden toegepast voor het verwarmen van staalvezels in wegen. Deze eigenschappen worden ook wel aangeduid als ‘self-healing’ en ‘modellering’ en worden behandelt in het tweede aspect van dit proefschrift. De eerste sectie van dit proefschrift heeft betrekking op een overzicht van modelleertechnieken voor het ontwerpen van spoelen van IPT-systemen door het gebruiken van zowel analytische als semi-analytische hulpmiddelen. De analytische modellering en experimentele analyse van foutieve uitlijning wordt lateraal en longitudinaal uitgevoerd. Randeffecten worden waargenomen en experimenteel gevalideerd.

Het tweede deel van dit proefschrift is gewijd aan multi-objectieve optimalisatie op basis van de resultaten van het ontwikkelde analytische model. Het doel is de ontwikkeling van een prototype van het IPT-systeem voor het aansturen van lichte EV's. De dubbele rechthoekige (DR) koppeling is hiervoor de gekozen geometrie voor energie overdracht. Verschillende geometrie parameters zoals aantal windingen, ferrieten (aantal en dimensies), de afstand tussen ferrieten enzovoorts, worden beschouwd als ontwerpvariabelen. Efficiëntie, gebied gerelateerde vermogensdichtheid en gewicht worden beschouwd als optimalisatie doelen. Pareto fronten worden ontwikkeld en een deeltje wordt gekozen voor de ontwikkeling van een prototype. Een experimentele set-up is gebouwd bestaande uit een 85 kHz omvormer, gecompenseerde lading-pads, gelijkrichter en resistieve belasting. De omvormer is gebaseerd op SiC MOSFETS en SiC Schottky anti-parallelle diodes, de rectifier is gemaakt van dezelfde diodes. Met fase verschuivings besturing van de poten van de omvormer wordt de stroomsterkte geregeld. Ook is een experimentele analyse ontwikkeld om de magnetische modellen te valideren. 

Het derde deel van dit proefschrift behandelt de economische analyse van IPT-technologie op systeemniveau. Een case study van een busvloot ontwikkelt een generieke methode om de te behalen rij afstand te bepalen als functie van de massa en het frontale oppervlak van het voertuig. De economische analyse identificeert ook de wisselwerking tussen de weg bedekking van IPT systemen, efficientie en de grootte van de batterij. Het proefschrift sluit af met een visie van de snelweg van de toekomst. Zo'n snelweg zal naar verwachting een functionele upgrade ondergaan om elektrisch opladen van het transport aan te kunnen. Deze evolueert rond de integratie van IPT-systemen, inductief te herstellen asfaltwegen en hernieuwbare energieopwekking. De modellering is uitgedaagd om deze integratie te bestuderen, zowel met behulp van simulaties als ook met experimenten. Een dergelijke case study voor integratie van hernieuwbare energie op een snelweg (A12) in Nederland met behulp van IPT is gedetailleerd uitgevoerd.

Meer informatie?

Voor inzage in proefschriften van de promovendi kunt u kijken in de TU Delft Repository, de digitale vindplaats van openbare publicaties van de TU Delft. Proefschriften zullen binnen een paar weken na de desbetreffende promotie in de Repository te vinden zijn.