MagSafe для авто: бездротова зарядка 20 кВт з ефективністю 98,5%

Революція у зарядці електромобілів: бездротова система досягла ефективності 98,5%

Китайські та британські науковці представили інноваційну систему бездротової зарядки для електрокарів потужністю 20 кВт, яка здатна долати ключові теплові та енергетичні перешкоди, досягаючи безпрецедентної ефективності у 98,5%. Ця розробка має потенціал усунути обмеження для автономних транспортних засобів, дозволяючи їм заряджатися без втручання людини.

Подолання обмежень традиційних технологій

Існуючі системи бездротової зарядки часто використовують масивні феритові осердя. Хоча ферит ефективний при низьких потужностях, його продуктивність значно знижується під час швидкого заряджання: матеріал перегрівається, втрачає ефективність та обмежує щільність потужності.

Дослідники з Дунгуанського інституту матеріалознавства та технологій при Китайській академії наук (CAS), у співпраці з інститутом фізики CAS, Міським університетом Гонконгу та Кембриджським університетом, знайшли рішення цієї проблеми. Вони замінили ферит на нанокристалічні сплави на основі заліза, які пройшли термічну обробку під напругою. Застосовуючи методи сумісного проєктування матеріалу та системи, інженери досягли компромісу між максимальною магнітною проникністю та оптимальною продуктивністю.

Інноваційні матеріали та їх переваги

Нова система використовує компактну смугу магнітного осердя розміром 440 мм на 330 мм при товщині лише 4 мм. Цей матеріал, тонший за стандартні феритові пластини, витримує значно вищі питомі потужності. Для оптимізації структури осердя дослідники застосували спеціалізований відпал під напругою та ламінування з орієнтацією листів.

Ці технологічні рішення дозволили мінімізувати втрати енергії в осерді до 135 кВт/м³ при частоті 85 кГц та напрузі магнітного поля 0,2 Тл. Як результат, система демонструє ефективність перетворення змінного струму у змінний на рівні 98,51% та об’ємну питому потужність 9,55 кВт/л. Важливою перевагою є також стабільна термічна стійкість протягом роботи з високою потужністю.

Майбутнє автономного електротранспорту

Розробка є частиною амбітного 5-річного плану Китаю з розвитку автономних транспортних засобів, який передбачає повсюдне впровадження таких систем на ключових автомагістралях до 2030 року. Дунгуанський інститут вже працює над комерціалізацією технології, яка орієнтована не лише на пасажирські електрокари, а й на промисловий автотранспорт.

Результати дослідження опубліковані у престижному науковому журналі Nature.