MagSafe para coches: carga inalámbrica de 20 kW con una eficiencia del 98,5%

Revolución en la carga de vehículos eléctricos: un sistema inalámbrico alcanza una eficiencia del 98,5%

Científicos chinos y británicos han presentado un innovador sistema de carga inalámbrica para coches eléctricos de 20 kW, capaz de superar importantes barreras térmicas y energéticas, alcanzando una eficiencia sin precedentes del 98,5%. Este desarrollo tiene el potencial de eliminar las limitaciones de los vehículos autónomos, permitiéndoles cargarse sin intervención humana.

Superando las limitaciones de las tecnologías tradicionales

Los sistemas de carga inalámbrica existentes suelen utilizar voluminosos núcleos de ferrita. Aunque la ferrita es eficaz a bajas potencias, su rendimiento disminuye notablemente durante la carga rápida: el material se sobrecalienta, pierde eficiencia y limita la densidad de potencia.

Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Materiales de Dongguan de la Academia China de Ciencias (CAS), en colaboración con el Instituto de Física de la CAS, la Universidad de la Ciudad de Hong Kong y la Universidad de Cambridge, encontraron una solución a este problema. Sustituyeron la ferrita por aleaciones nanocristalinas a base de hierro, sometidas a un tratamiento térmico bajo tensión. Aplicando métodos de co-diseño del material y del sistema, los ingenieros lograron un equilibrio entre la máxima permeabilidad magnética y un rendimiento óptimo.

Materiales innovadores y sus ventajas

El nuevo sistema utiliza una compacta banda de núcleo magnético de 440 mm por 330 mm y con un grosor de solo 4 mm. Este material, más delgado que las placas de ferrita estándar, soporta densidades de potencia mucho más altas. Para optimizar la estructura del núcleo, los investigadores aplicaron un recocido especializado bajo tensión y laminación con orientación de las láminas.

Estas soluciones tecnológicas permitieron minimizar las pérdidas de energía en el núcleo hasta 135 kW/m³ a una frecuencia de 85 kHz y una intensidad de campo magnético de 0,2 T. Como resultado, el sistema demuestra una eficiencia de conversión de corriente alterna a corriente alterna del 98,51% y una densidad de potencia volumétrica de 9,55 kW/l. Otra ventaja importante es su estabilidad térmica durante el funcionamiento a alta potencia.

El futuro del transporte eléctrico autónomo

El desarrollo forma parte del ambicioso plan quinquenal de China para el desarrollo de vehículos autónomos, que prevé la implantación generalizada de estos sistemas en las principales autopistas para 2030. El Instituto de Dongguan ya trabaja en la comercialización de la tecnología, orientada no solo a turismos eléctricos, sino también al transporte industrial.

Los resultados de la investigación han sido publicados en la prestigiosa revista científica Nature.