Новый конденсатор позволит уменьшить размер и снизить стоимость электроприводов

К

Опубликовано

Будучи исследователем силовой электроники, Шаджад Чоудхури уделяет особое внимание вопросам превышения мощности. В лабораторных условиях Национального центра транспортных исследований Министерства энергетики Окриджской национальной лаборатории он разрабатывает новый конденсатор и инверторный компонент, который позволит уменьшить размер и снизить стоимость электроприводов. Он рассматривает это как потенциальный шаг к увеличению внедрения электромобилей в Соединенных Штатах.

«Конденсатор (который хранит электрическую энергию) в инверторе (схеме, обеспечивающей напряжение), как правило, имеет большой размер и ограничивает плотность мощности. Необходим небольшой конденсатор с высокой плотностью энергии. Если мы сможем построить такой, который будет занимать меньше места в транспортного средства, но увеличивает плотность энергии и улучшает производительность — вот чего мы хотим достичь», — сказал Чоудхури.

Исследование конденсаторов Чоудхури является частью более крупного проекта, который он возглавляет для отдела транспортных технологий Министерства энергетики США и направлен на разработку интегрированной системы привода для создания электропривода с высокой плотностью мощности. Чоудхури поручено выявлять, оценивать и интегрировать технологии конденсаторов. В случае успеха это исследование будет иметь важное значение для достижения технической цели Министерства энергетики в отношении электромобилей малой грузоподъемности, которая заключается в достижении к 2025 году удельной мощности, необходимой для 100-киловаттной системы тягового привода в 33 киловатт-литра.

«Электрический тяговый привод транспортного средства является основным пользователем накопленной энергии», — сказал Чоудхури. «Система привода должна работать с высокой эффективностью, чтобы максимально увеличить запас хода автомобиля при емкости аккумулятора».

Чоудхури сказал, что будущим электромобилям потребуется высокопроизводительный и энергоемкий тяговый привод, чтобы расширить запас хода электромобилей и повысить их популярность на рынке.

«Если мы хотим, чтобы на дорогах было больше электромобилей, нам также необходимо снизить стоимость транспортных средств», — добавил он. «Одна вещь, которая поможет снизить затраты, — это миниатюризация всей системы электропоезда; речь идет о том, чтобы сделать внутреннюю систему более компактной, но в целом более эффективной».

Чоудхури был выбран для работы вместе со старшими исследователями и для руководства важной инициативой Министерства энергетики, поскольку его достижения привели к получению патентов, многочисленным публикациям в журналах и национальному и международному вниманию со стороны исследовательского сообщества силовой электроники.

«Я работал с учеными над разработкой новых материалов, которые могут уменьшить объем компонентов электромобилей, рассматривая диэлектрические материалы на основе композитов», — сказал он. «Одна из вещей, которыми я горжусь больше всего, — это то, что однажды я получил запрос от уважаемого ученого, лауреата Нобелевской премии, который прочитал одну из моих статей и захотел поговорить о новых материалах для силовой электроники и тяговых приводов следующего поколения».

Чоудхури сказал, что именно такое признание, хотя и неожиданное, вселяет надежду по мере продвижения его исследований.

«Было очень важно получить финансирование для изучения этих новых материалов и новых способов мышления о том, как могут функционировать конденсатор или электропривод», — сказал он. «Когда ваша роль состоит в том, чтобы разработать и создать что-то, протестировать это, а затем, по сути, установить руководящие принципы того, как другие могут массово производить это для коммерциализации, это большая ответственность и давление. Получение такого типа проверки поддерживает вашу мотивацию».

Способность Чоудхури создавать и внедрять инновации как инженера-электрика выросла из художественных способностей. Выросший в Дакке, столице Бангладеш, сын инженера, Чоудхури планировал пойти по тому же пути. Однако школьные экзамены чуть не направили его по другому пути.

«В школе вы сдаете экзамены, чтобы определить свой путь обучения, и мои результаты экзаменов позволяют мне заниматься искусством, а не наукой», - сказал он. «Я был очень расстроен: мне пришлось сдать дополнительный экзамен, чтобы поступить на научную программу». Чоудхури сказал, что он хорош по обоим предметам, но один балл был немного выше другого.

«Опыт школьного тестирования изменил мою жизнь», - сказал он. «Мне пришлось бороться за возможность изучать науку. Если бы я этого не сделал, моя жизнь сложилась бы по-другому».