Zespół badaczy z Chin i Wielkiej Brytanii zbudował 20-kilowatowy system indukcyjnego ładowania samochodów elektrycznych, który w testach osiągnął sprawność AC–AC na poziomie 98,51 proc. Kluczowym elementem jest zaledwie 4-milimetrowy rdzeń z nanokrystalicznego stopu żelaza, pozwalający zmniejszyć rozmiary układu bez zwiększania strat energii.

Ładowanie indukcyjne przenosi energię przez pole magnetyczne między cewką umieszczoną w podłożu a cewką w samochodzie. Jednym z ograniczeń takich układów są rdzenie ferrytowe: przy wysokiej mocy zajmują dużo miejsca, a straty i nagrzewanie utrudniają dalsze zwiększanie gęstości mocy. Badacze zastąpili je stopem żelaza o strukturze nanokrystalicznej. Materiał poddano wyżarzaniu naprężeniowemu, aby precyzyjnie dobrać jego właściwości magnetyczne, a następnie rdzeń, cewki i układ kompensacyjny zoptymalizowano jako jeden system.

W prototypie zastosowano rdzeń o wymiarach 440 × 330 × 4 mm. Przy mocy około 20 kW cały układ osiągnął 98,51 proc. sprawności AC–AC i gęstość mocy 9,55 kW na litr, liczoną dla cewek, rdzeni magnetycznych i sieci kompensacyjnej. Chiński instytut podał również, że straty w rdzeniu wyniosły 156,53 W, czyli o 63 proc. mniej niż w porównywanym rozwiązaniu ferrytowym. Wskaźnik AC–AC opisuje sprawność samego toru przesyłu energii między jego wejściem i wyjściem, a nie pełną sprawność całego procesu od sieci energetycznej do akumulatora samochodu.

W pracach uczestniczyli naukowcy z Instytutu Materiałoznawstwa i Technologii w Dongguan Chińskiej Akademii Nauk, City University of Hong Kong, University of Cambridge oraz innych uczelni z Hongkongu i Nowej Zelandii. Wyniki opublikowano 21 września w czasopiśmie „Nature Communications”, a 5 października o rozwiązaniu poinformowała Xinhua.

Najbardziej oczywistym zastosowaniem jest automatyczne ładowanie samochodów autonomicznych. Pojazd mógłby zatrzymać się nad płytą ładującą i uzupełnić energię bez podłączania przewodu przez kierowcę lub operatora. Autorzy badań wskazują też na transport szynowy, mobilne roboty przemysłowe i statki powietrzne operujące na małej wysokości. Opisany system pozostaje jednak rozwiązaniem badawczym; ani publikacja naukowa, ani komunikat instytutu nie podają terminu wejścia gotowego produktu na rynek.

Instytut w Dongguan zapowiada dalsze prace nad uprzemysłowieniem technologii i poprawą parametrów ładowania. Takie rozwiązania mogą nabierać znaczenia wraz z rozwojem samochodów autonomicznych w Chinach, gdzie równolegle powstają nowe zasady bezpieczeństwa dla jazdy L3 i L4. Obowiązkowy chiński standard dla tych systemów ma wejść w życie 1 lipca 2027 roku.

Źródła:

  1. Xinhua, Xinhua — 20-kW wireless charging system for new energy vehicles with 98.51% efficiency, 5 października 2026.
  2. Dongguan Institute of Materials Science and Technology, Chinese Academy of Sciences, 成功研制基于纳米晶合金的20kW新能源汽车无线充电器，效率高达98.51%.
  3. Yibo Wang, Xuesong Li, Jing Zhou, C. Q. Jiang et al., Nature Communications, Inductive charging systems empowered by stress-annealed nanocrystalline alloys with high induced magnetic anisotropy.

PODOBNE ARTYKUŁYWIĘCEJ OD AUTORA