Diseño de un sistema de recolección de energía compacto y altamente eficiente adecuado para aplicaciones de unidades a bordo de bajo costo sin batería
Autores: Collodi, Giovanni; Maddio, Stefano; Pelosi, Giuseppe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Diseño de un sistema de recolección de energía compacto y altamente eficiente adecuado para aplicaciones de unidades a bordo de bajo costo sin batería
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Estudio
Suministro de energía
OBUs
Cobro electrónico de peajes
Recolector de energía
Técnicas sin batería
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio aborda el problema general relacionado con el suministro de energía en soluciones específicas de unidades a bordo (OBUs). En detalle, este documento se refiere a un subconjunto de las aplicaciones de la llamada colección electrónica de peajes (ETC) como el control de activos e identificación de vehículos, donde la simplicidad, los bajos costos y la máxima compacidad representan las características más importantes. En este contexto, la próxima generación de OBUs, desarrollada específicamente con referencia a tales aplicaciones, implicará técnicas basadas en recolectores de energía sin batería. Estudios anteriores se han concentrado principalmente en la optimización del rendimiento al lograr la máxima transmisión de energía a los OBUs. Este estudio discute una técnica adecuada tanto para maximizar el rendimiento como para minimizar las dimensiones de los recolectores de energía de transpondedores adecuados para el control de activos e identificación de vehículos que operan a 5.8 GHz. La técnica asume que existe una impedancia de fuente óptima que maximiza la transferencia de energía al transpondedor, lo que permite su suministro de energía en una configuración sin batería. Discutimos una solución basada en una antena de parche compacta diseñada para exhibir esta impedancia de fuente óptima al rectificador de RF a DC. Este enfoque evita el uso de una red de adaptación con pérdidas. Con fines de comparación, se compara la misma función con un desarrollo equivalente, que incluye la red de adaptación entre la antena y el rectificador de RF a DC. Introducimos resultados experimentales que demuestran que el recolector de energía ultracompacto optimizado a -5 dBm de potencia incidente es capaz de aumentar tanto la corriente de carga como la eficiencia energética de 340 a 450 A y del 37% al 47%, respectivamente.
Descripción
Este estudio aborda el problema general relacionado con el suministro de energía en soluciones específicas de unidades a bordo (OBUs). En detalle, este documento se refiere a un subconjunto de las aplicaciones de la llamada colección electrónica de peajes (ETC) como el control de activos e identificación de vehículos, donde la simplicidad, los bajos costos y la máxima compacidad representan las características más importantes. En este contexto, la próxima generación de OBUs, desarrollada específicamente con referencia a tales aplicaciones, implicará técnicas basadas en recolectores de energía sin batería. Estudios anteriores se han concentrado principalmente en la optimización del rendimiento al lograr la máxima transmisión de energía a los OBUs. Este estudio discute una técnica adecuada tanto para maximizar el rendimiento como para minimizar las dimensiones de los recolectores de energía de transpondedores adecuados para el control de activos e identificación de vehículos que operan a 5.8 GHz. La técnica asume que existe una impedancia de fuente óptima que maximiza la transferencia de energía al transpondedor, lo que permite su suministro de energía en una configuración sin batería. Discutimos una solución basada en una antena de parche compacta diseñada para exhibir esta impedancia de fuente óptima al rectificador de RF a DC. Este enfoque evita el uso de una red de adaptación con pérdidas. Con fines de comparación, se compara la misma función con un desarrollo equivalente, que incluye la red de adaptación entre la antena y el rectificador de RF a DC. Introducimos resultados experimentales que demuestran que el recolector de energía ultracompacto optimizado a -5 dBm de potencia incidente es capaz de aumentar tanto la corriente de carga como la eficiencia energética de 340 a 450 A y del 37% al 47%, respectivamente.