Teknologi Wireless Charging Mobil Listrik (WEVCS)

Definisi Teknologi Wireless Charging

Wireless yang artinya tanpa kabel. Teknologi wireless charging atau pengisian nirkabel ialah pengisian mobil listrik tanpa melibatkan kabel yang berhubungan langsung dengan sistem kendaraan. Wireless charging atau pengisian tanpa kabel dilakukan dengan tanpa adanya connector. Lokasi wireless charging disebut juga dengan wireless electric vehicle charging station (WEVCS).

Teknologi wireless charging untuk mobil listrik menjadi satu pengembangan terkini bagi pengisian baterai. Prinsip dasar pengisi daya atau wireless charger mobil listrik sama dengan prinsip kerja dari transformator. Salah satu keuntungan wireless atau pengisian daya tanpa kabel yakni pengisian mobil listrik menjadi lebih aman serta nyaman bagi pemakai.

Cara Kerja EWCS

Bila transformator mempunyai sisi primer dan juga sisi skunder, maka pengisian daya tanpa kabel WECVS terdapat pada sisi pemancar (transmitter) serta sisi penerima (receiver). Bila transformer mempunyai belitan (koil) primer serta belitan skunder, wireless charging mobil listrik pun terdiri dari belitan pemancar dan terdiri dari belitan penerima.

Hanya saja, wireless charging mobil listrik mengubah parameter arus yang bolak-balik (AC) dari frekuensi rendah 50Hz menjadi frekuensi yang tinggi, di mana hal itu tidak terjadi pada transformator. Daya AC yang berfrekuensi tinggi dipasok ke koil pemancar, lalu terbentuk medan magnet yang bolak-balik. Medan magnet ini kemudian menginduksi belitan penerima sehingga tegangan pun muncul di belitan penerima. Tegangan ini digunakan untuk mengisi daya baterai kendaraan.

Hal terpenting pada wireless charging atau pengisian daya tanpa kabel agar tetap efisien ialah dengan menjaga frekuensi resonansi antara pemancar dengan penerima. Agar frekuensi resonansi bisa dipertahankan, jaringan kompensasi ditambahkan pada kedua sisi.

Berdasarkan aplikasinya teknologi wireless charging untuk mobil listrik dibedakan menjadi dua kategori yakni:

• Pengisian Nirkabel Statis
• Pengisian Nirkabel Dinamis

1. Pengisian Nirkabel Statis (SWCS)

Wireless charging ini disebut juga dengan static wireless charging station (SWCS). Seperti namanya, baterai mobil diisi ketika sedang diam (berhenti). Kita dapat memarkir kendaraan di tempat parkir atau di garasi yang digabungkan dengan wireless charging station (WCS). Transmitter terpasang di bawah tanah sementara receiver terpasang di bawah kendaraan. Pengisian dilakukan dengan mensejajarkan transmitter dengan receiver lalu didiamkan agar proses dari pengisian atau charging berlangsung. Durasi dari pengisian wireless charing tergantung pada:

• Besar daya supply AC
• Jarak antara pemancar & penerima
• Ukuran bantalannya.

Wireless charging mobil listrik SWCS ini paling efisien dibangun di area di mana mobil diparkir untuk interval waktu tertentu.

2. Sistem Pengisian Nirkabel Dinamis (DWCS)

Wireless charging ini disebut juga dengan dynamic wireless charging station (DWCS). Seperti namanya, wireless charging ataupun pengisian daya tanpa kabel bisa dilakukan ketika mobil sedang berjalan. Daya ditransfer melalui udara dari pemancar diam ke belitan penerima pada kendaraan yang sedang bergerak. Teknologi pengisian nirkabel memungkinkan jarak tempuh mobil yang lebih jauh. Sebab, baterai diisi terus-menerus selama dalam perjalanan. Hal tersebut mengurangi kebutuhan kapasitas baterai mobil yang besar sehingga bisa mereduksi berat mobil. Pengurangan juga beban akan memperjauh jarak tempuh.

Jenis-jenis Wireless Charging Mobil Listrik

Berdasarkan dari operasinya, teknologi wireless charging untuk mobil listrik (WEVCS) diklasifikasikan menjadi empat jenis, diantaranya:

1. Wireless Charging Kapasitif (CWCS)

Pengisian nirkabel atau wireless charging mobil listrik jenis CWCS ini dilakukan dengan menggunakan arus perpindahan karena adanya variasi dari medan listrik. Biasanya magnet atau gulungan sebagai pemancar dan juga sebagai penerima, namun kapasitor kopling digunakan di sini untuk transmisi daya nirkabel. Tegangan AC pertama kali dipasok ke sirkuit koreksi faktor daya yang bertujuan untuk meningkatkan efisiensi, dan juga mempertahankan tingkat tegangan serta mengurangi rugi-rugi transmisi. Kemudian dipasok ke jembatan-H untuk dilakukan pembangkitan tegangan AC frekuensi tinggi. AC frekuensi tinggi ini diterapkan pada pelat transmisi menyebabkan pengembangan medan listrik berosilasi lalu menyebabkan arus perpindahan pada pelat penerima dengan melalui induksi elektro statis.

Tegangan AC sisi penerima dikonversi ke DC lalu kemudian mengisi baterai melalui BMS oleh rangkaian penyearah serta filter. Frekuensi, tegangan, dan ukuran kapasitor kopling serta celah udara antara transmitter dengan receiver mempengaruhi jumlah transferan energi. Frekuensi operasinya yakni antara 100 hingga 600 KHz.

2. Wireless Charging Induktif Resonan (RIWC)

Wireless charging mobil listrik ini pada dasarnya ialah resonator dengan faktor kualitas tinggi mentransmisikan energi pada tingkat yang jauh lebih tinggi. Karena beroperasi pada resonansi, bahkan dengan medan magnet yang kondisinya lebih lemah, kita bisa mengirimkan jumlah energi sebesar kapasitas transfer seperti di IWC. 

Daya bisa ditransfer jarak jauh tanpa kabel. Pemindahan daya maksimal melalui udara terjadi ketika belitan transmitter serta receiver diatur sedemikian rupa sehingga frekuensi kedua koil resonansi harus sesuai (matching). Jadi agar menghasilkan frekuensi resonansi yang baik, jaringan kompensasi tambahan kombinasi seri-paralel akan ditambahkan ke koil transmitter serta receiver. Jaringan kompensasi tambahan pada wireless charger mobil listrk ini harus menyesuaikan dengan peningkatan frekuensi resonansi juga mengurangi rugi-rugi tambahan. Frekuensi operasi RIWC yakni berkisar antara 10 hingga 150 KHz.

3. Wireless Charging Permanen Magnet Gear (PMWC)

Pada teknologi wireless charging yang digunakan pada mobil listrik ini, masing-masing transmitter juga receiver terdiri dari belitan angker dan juga magnet permanen tersinkronisasi di dalam belitan. Prinsip operasi sisi transmitter mirip dengan operasi motor. Ketika kita menerapkan arus AC ke transmitter, hal tersebut akan menyebabkan torsi mekanis pada magnet transmitter menyebabkan putarannya. Karena adanya perubahan interaksi magnetik pemancar, medan PM menyebabkan torsi pada penerima PM yang memberikan rotasi secara sinkron dengan magnet pemancar.

Sekarang perubahan pada medan magnet permanen penerima menyebabkan produksi arus AC dalam belitan yakni, penerima akan bertindak sebagai generator sebagai input daya mekanis ke PM penerima yang dikonversi menjadi output listrik pada belitan penerima. Kopling magnet permanen yang berputar disebut dengan magnetic gear. Daya AC yang dihasilkan pada sisi penerima diumpankan ke baterai setelah diperbaiki dan juga disaring melalui konverter daya.

4. Wireless Charging Induktif (IWC)

Prinsip dasar dari pengisian nirkabel atau wireless charging mobil listrik ini ialah hukum induksi Faraday. Di sini, transmisi nirkabel bisa dicapai apabila saling menginduksi medan magnet antara koil transmitter dengan receiver. Ketika pasokan AC utama diterapkan pada koil pemancar, ia menciptakan medan magnet AC yang melewati koil transmitter dan juga medan magnet ini memindahkan elektron dalam belitan receiver menyebabkan output daya AC. Output AC ini diperbaiki dan juga difilter lalu mengisi sistem penyimpanan energi mobil. 

Jumlah transfer pada wireless charger mobil listrik tersebut tergantung dengan frekuensi, induktansi bersama serta jarak antara transmitter dan juga koil receiver. Frekuensi operasi wireless charging mobil listrik IWC yakni berkisar antara 19 hingga 50 KHz.

Previous

Next