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Nov 22, 2023

Nuovo condensatore per ridurre le dimensioni e ridurre i costi degli azionamenti elettrici

By Published As a researcher in power electronics, Shajjad Chowdhury is focused

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In qualità di ricercatore nel campo dell'elettronica di potenza, Shajjad Chowdhury si concentra sul superamento della capacità. In uno spazio di laboratorio presso il Centro nazionale di ricerca sui trasporti del Dipartimento dell'Energia presso l'Oak Ridge National Laboratory, sta sviluppando un nuovo componente condensatore e inverter che ridurrà le dimensioni e ridurrà il costo delle unità di azionamento elettriche. Lo vede come un potenziale passo per aumentare l’adozione dei veicoli elettrici negli Stati Uniti.

"Il condensatore (che immagazzina l'energia elettrica) in un inverter (il circuito che fornisce tensione) è generalmente grande e limita la densità di potenza. È necessario un condensatore piccolo e ad alta densità di energia. Se riusciamo a costruirne uno che occupi meno spazio in del veicolo, ma aumenta la densità energetica e migliora le prestazioni, questo è ciò che stiamo cercando di realizzare", ha affermato Chowdhury.

La ricerca sui condensatori di Chowdhury fa parte di un progetto più ampio che sta conducendo per il Vehicle Technologies Office del DOE e che si concentra sullo sviluppo di un sistema di azionamento integrato per ottenere un'azionamento elettrico ad alta densità di potenza. Chowdhury ha il compito di identificare, valutare e integrare le tecnologie dei condensatori. In caso di successo, questa ricerca sarà essenziale per raggiungere l’obiettivo tecnico del DOE per i veicoli elettrici leggeri, ovvero raggiungere una densità di potenza necessaria di 33 kilowatt litri per un sistema di trazione da 100 kilowatt entro il 2025.

"La trazione elettrica del veicolo è il principale utilizzatore dell'energia immagazzinata", ha affermato Chowdhury. "Il sistema di guida deve funzionare con elevata efficienza per massimizzare l'autonomia del veicolo in base alla capacità della batteria."

Chowdhury ha affermato che i futuri veicoli elettrici avranno bisogno di un sistema di trazione ad alte prestazioni e ad alta densità di potenza per estendere l’autonomia dei veicoli elettrici e aumentare l’adozione sul mercato.

"Se vogliamo più veicoli elettrici sulle strade, dobbiamo anche contenere i costi dei veicoli", ha aggiunto. "Una cosa che aiuterà a ridurre i costi è la miniaturizzazione dell'intero sistema ferroviario elettrico; si tratta di rendere il sistema interno più compatto ma complessivamente più efficiente."

Chowdhury è stato scelto per lavorare a fianco di ricercatori senior e per guidare un'iniziativa critica del DOE perché i suoi risultati hanno portato a brevetti, numerose pubblicazioni su riviste e all'attenzione nazionale e internazionale da parte della comunità di ricerca sull'elettronica di potenza.

"Ho lavorato con gli scienziati per sviluppare nuovi materiali in grado di ridurre il volume dei componenti dei veicoli elettrici, esaminando i materiali dielettrici a base composita", ha affermato. "Una delle cose di cui sono più orgoglioso è che un giorno ho ricevuto una richiesta da uno stimato scienziato vincitore del Premio Nobel che ha letto uno dei miei articoli e voleva parlare di materiali emergenti per l'elettronica di potenza e le trasmissioni di trazione di prossima generazione."

Chowdhury ha affermato che è questo tipo di riconoscimento che, sebbene inaspettato, è stato incoraggiante man mano che la sua ricerca avanza.

"È stato un grosso problema ottenere i finanziamenti per esplorare questi nuovi materiali e nuovi modi di pensare al funzionamento di un condensatore o di un motore elettrico", ha affermato. "Quando il tuo ruolo è sviluppare e costruire qualcosa, testarlo e poi sostanzialmente stabilire una linea guida su come gli altri possono produrlo in massa per la commercializzazione, è una grande responsabilità e pressione. Ottenere questo tipo di convalida ti mantiene motivato."

La capacità di Chowdhury di creare e innovare come ingegnere elettrico è nata da un'attitudine artistica. Cresciuto a Dhaka, la capitale del Bangladesh, figlio di un ingegnere, Chowdhury aveva intenzione di seguire un percorso simile. Tuttavia, gli esami scolastici lo hanno quasi indirizzato in una direzione diversa.

"A scuola lì, si sostengono gli esami per determinare il proprio percorso di studio, e i miei punteggi agli esami mi mettono nel campo delle arti, non delle scienze", ha detto. "Ero davvero sconvolto; ho dovuto sostenere un ulteriore esame per inserirmi nel programma di scienze." Chowdhury ha detto di essere bravo in entrambe le materie, ma un punteggio era leggermente più alto dell'altro.

"L'esperienza dei test scolastici è stata un momento che mi ha cambiato la vita", ha detto. "Ho dovuto lottare per avere l'opportunità di studiare scienze. Se non l'avessi fatto, la mia vita sarebbe stata una storia diversa."