Ученые, работающие на Министерство энергетики США, установили мировой рекорд по беспроводной передаче энергии. Им удалось передать на Porsche Taycan 270 кВт мощности, зарядив его батарею на 50% всего за 10 минут с потерями не более 5% через воздушный зазор в 12 см. Система использует специальные многофазные электромагнитные катушки для создания вращающегося магнитного поля. Это позволяет достичь КПД передачи энергии свыше 95%. С такой установкой зарядка электромобиля будет занимать не больше времени, чем перекус в кафе.
Сотрудники Ок-Риджской национальной лаборатории (ORNL) Министерства энергетики США работают над созданием высокомощных беспроводных зарядных станций. Проект направлен на обеспечение беспроводной зарядки аккумуляторов транспортных средств за 15 минут или меньше с мощностью передачи 250–300 кВт. В 2016 году ученые ORNL впервые достигли беспроводной передачи энергии мощностью 20 кВт, а в 2018 году продемонстрировали передачу 120 кВт через воздушный зазор.
Вдохновленные беспроводной зарядкой небольших гаджетов, исследователи разработали уникальную конструкцию катушек, которые создают вращающееся магнитное поле. Приемная система интегрируется в днище автомобиля. Это позволяет достичь КПД передачи энергии свыше 95%. В марте текущего года обновленная установка мощностью 100 кВт смогла зарядить аккумулятор электромобиля Hyundai Kona до 50% за менее чем 20 минут через воздушный зазор в 12,7 см, при этом КПД составил 96%.
Для электромобиля Porsche Taycan команда ORNL разработала легкую систему беспроводной зарядки, которая использует многофазные электромагнитные катушки диаметром чуть более 48 см. Конструкция обеспечивает высокую плотность мощности в компактном корпусе. Прототип беспроводного зарядного устройства позволил передать 270 кВт на Porsche Taycan через воздушный зазор в 12 см. Зарядка аккумуляторов достигла 50% за 10 минут при эффективности более 95%.
Технология беспроводной передачи энергии также включает системы защиты от короткого замыкания, перегрева и превышения допустимых значений напряжения и тока. При возникновении сбоев в подаче электроэнергии и в других непредвиденных ситуациях система автоматически отключается.
В сотрудничестве с компанией Volkswagen, которая обеспечивала практическую часть эксперимента, ученые ORNL также планируют разработку мощных беспроводных зарядок для жилых помещений.
Сегодняшние отраслевые стандарты ограничивают мощность беспроводных зарядных устройств 20 кВт. Поэтому команда ORNL сосредоточилась на создании более коммерчески доступного варианта меньшей мощности — 11 кВт. Зарядные устройства мощностью 300 кВт пока остаются мечтой, но в будущем они могут сделать процесс зарядки электромобилей таким же простым и быстрым, как заправка бензином.
