В обычных беспроводных зарядных устройствах для направления магнитных полей чаще всего используются массивные ферритовые сердечники. Феррит хорошо работает при низких уровнях мощности, но при повышении мощности, необходимом для быстрой зарядки электромобиля, материал начинает препятствовать эффективной работе: он перегревается, теряет эффективность и ограничивает плотность передаваемой энергии.
Команда ученых из Китайской академии наук в сотрудничестве с Городским университетом Гонконга и Кембриджским университетом решили эту проблему, применив нанокристаллические сплавы на основе железа, прошедшие термомагнитную обработку (отжиг под нагрузкой), и использовав подход, основанный на совместном проектировании материала и системы.
Сделав нестандартный выбор в пользу умеренной магнитной проницаемости вместо максимальной, ученые смогли сбалансировать работу всей системы, пишет IE. Это позволило создать компактную магнитную ленту сердечника размером 440 на 330 мм толщиной всего 4 мм — вдвое тоньше стандартных ферритовых пластин, но способную выдерживать высокую плотность мощности.
Особый процесс отжига под нагрузкой в сочетании с технологией набора пластин, ориентированных вдоль направления намотки, позволил оптимизировать структуру сердечника и снизить потери энергии до 135 кВт/м³ ри испытаниях на частоте 85 кГц и индукции 0,2 Тл. Система обеспечивает КПД преобразования переменного тока 98,51% при объемной плотности мощности 9,55 кВт/л по катушкам и сердечникам, а также сохраняет надежную термическую стабильность при работе на высоких мощностях.
Технология отвечает требованиям пятилетнего плана Китая 2026–2030 гг., который предусматривает широкое внедрение к 2030 году коммерческого автономного транспорта на основных городских магистралях и скоростных дорогах.
Тем временем в Швейцарии предлагают заряжать электробусы с помощью беспроводной системы, которая передает электроэнергию от дорожного покрытия прямо в батарею через специально сконструированные шины. В результате автобусам нужны меньшие батареи и меньше мощности, а значит, они становятся заметно дешевле в покупке и обслуживании.
