MagSafe для авто: беспроводная зарядка 20 кВт с эффективностью 98,5%

Революция в зарядке электромобилей: беспроводная система достигла эффективности 98,5%

Китайские и британские учёные представили инновационную систему беспроводной зарядки для электромобилей мощностью 20 кВт, которая способна преодолевать ключевые тепловые и энергетические ограничения, достигая беспрецедентной эффективности 98,5%. Эта разработка может устранить ограничения для автономных транспортных средств, позволяя им заряжаться без участия человека.

Преодоление ограничений традиционных технологий

Существующие системы беспроводной зарядки часто используют массивные ферритовые сердечники. Хотя феррит эффективен при низких мощностях, его производительность значительно снижается при быстрой зарядке: материал перегревается, теряет эффективность и ограничивает плотность мощности.

Исследователи из Дунгуаньского института материаловедения и технологий при Китайской академии наук (CAS) в сотрудничестве с Институтом физики CAS, Городским университетом Гонконга и Кембриджским университетом нашли решение этой проблемы. Они заменили феррит на нанокристаллические сплавы на основе железа, прошедшие термическую обработку под напряжением. Применяя методы совместного проектирования материала и системы, инженеры достигли компромисса между максимальной магнитной проницаемостью и оптимальной производительностью.

Инновационные материалы и их преимущества

Новая система использует компактную полосу магнитного сердечника размером 440 мм на 330 мм при толщине всего 4 мм. Этот материал, тоньше стандартных ферритовых пластин, выдерживает значительно более высокие удельные мощности. Для оптимизации структуры сердечника исследователи применили специализированный отжиг под напряжением и ламинирование с ориентацией листов.

Эти технологические решения позволили минимизировать потери энергии в сердечнике до 135 кВт/м³ при частоте 85 кГц и напряжённости магнитного поля 0,2 Тл. В результате система демонстрирует эффективность преобразования переменного тока в переменный на уровне 98,51% и объёмную удельную мощность 9,55 кВт/л. Важным преимуществом также является стабильная термическая устойчивость при работе с высокой мощностью.

Будущее автономного электротранспорта

Разработка является частью амбициозного 5-летнего плана Китая по развитию автономных транспортных средств, который предусматривает повсеместное внедрение таких систем на ключевых автомагистралях к 2030 году. Дунгуаньский институт уже работает над коммерциализацией технологии, ориентированной не только на пассажирские электромобили, но и на промышленный автотранспорт.

Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале Nature.