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Estudo e caracterização experimental de bobinas supercondutoras para carrega- mento sem fios de veículos eléctricos

Author(s): Marques, João Pedro Amaro

Date: 2025

Persistent ID: http://hdl.handle.net/10362/206259

Origin: Repositório Institucional da UNL

Subject(s): Transmissão de Energia sem Contacto; Bobinas Supercondutoras de Alta Temperatura; Acoplamento Magnético; Ressonância


Description

A Transmissão de Potência sem Fios (WPT) apresenta-se como uma solução promissora para o futuro da mobilidade elétrica, mas enfrenta o desafio crítico das perdas energéticas, que comprometem a sua eficiência. Para enfrentar este problema, a nossa abordagem foca-se na utilização de bobinas supercondutoras, uma tecnologia inovador para reduzir a resistência do sistema. A relevância desta investigação reside na complexidade de otimizar o rendimento em sistemas WPT, que são altamente sensíveis a parâmetros como a distância e a frequência. Neste estudo, construiu-se e caracterizou-se experimentalmente um protótipo com bobinas supercondutoras, permitindo a comparação com o modelo convencional de cobre. Os resultados obtidos demonstram que o uso de supercondutores reduz significativamente a resistência AC para as frequências mais baixas testadas, validando a sua aplicação. A análise experimental revelou que frequências mais baixas são as que maximizam tanto o rendimento, como a potência fornecida e ainda são as que minimizam as perdas, uma característica notável em comparação com o modelo anterior. Em suma, este trabalho prova que os materiais supercondutores constituem um caminho promissor para o aumento da eficiência em sistemas de carregamento sem fios, abrindo novas perspetivas para a tecnologia.

Wireless Power Transfer (WPT) is a promising solution for the future of electric mobility, but it faces the critical challenge of energy losses that compromise its efficiency. To address this issue, our approach focuses on the use of superconducting coils, an innovative method to reduce system resistance. The relevance of this research lies in the complexity of optimizing WPT system performance, which is highly sensitive to parameters such as distance and frequency. In this study, we built and experimentally characterized a prototype with supercon- ducting coils, allowing for a comparison with the conventional copper model. The results demonstrate that the use of superconductors significantly reduces AC resistance, validat- ing their application. The experimental analysis revealed that lower frequencies are the ones that maximize efficiency, power supplied, and minimize losses, a notable characteris- tic compared to the previous model. In conclusion, this work proves that superconducting materials offer a promising path to increasing the efficiency of wireless charging systems, opening up new perspectives for the technology.

Document Type Master thesis
Language Portuguese
Contributor(s) RUN; Pina, João; Alberto, José
CC Licence
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