Forscher chinesischer und britischer Einrichtungen haben ein System zum kabellosen Laden von Elektrofahrzeugen entwickelt, das einen Umwandlungswirkungsgrad von über 98 Prozent aufweist.
Das System könnte den großflächigen Einsatz autonomer Fahrzeuge unterstützen und bietet Potenzial für Bereiche wie den Schienenverkehr, Industrieroboter und Fluggeräte für niedrige Höhen.
Eine vollautomatische Ladelösung, die ohne manuelles Eingreifen auskommt, gilt als Schlüssel für die kommerzielle Einführung autonomer Fahrzeuge. Die induktive Energieübertragung wird weithin als idealer Weg für eine solche Ladeform angesehen.
Herkömmliche Lösungen mit Ferritkernen stoßen jedoch an Grenzen hinsichtlich Wirkungsgrad, Leistungsdichte und thermischer Stabilität. Die Steigerung von Leistungsdichte und thermischer Stabilität bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad stellte bisher eine zentrale Herausforderung für die Technologie des kabellosen Ladens dar.
Forscher des Dongguan Institute of Materials Science and Technology, das bei der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) angesiedelt ist, in der südchinesischen Provinz Guangdong entwickelten gemeinsam mit der City University of Hong Kong, der University of Cambridge und dem Institut für Physik der CAS ein System zum kabellosen Laden von Elektrofahrzeugen im 20-Kilowatt-Bereich auf Basis nanokristalliner Legierungen. Dabei wurde ein Umwandlungswirkungsgrad von 98,51 Prozent erzielt.
Ihre kürzlich in „Nature Communications“ veröffentlichte Studie beschreibt eine Magnetkernstruktur, die an eine Überführung erinnert und den Anforderungen an den Langzeitbetrieb bei hohen Temperaturen beim kabellosen Laden gerecht wird.
Der vom Team hergestellte Magnetkernstreifen ist 440 mm lang, 330 mm breit und 4 mm dick. Er ist nur halb so dick wie herkömmliche Ferritlösungen, ermöglicht jedoch eine höhere Leistungsdichte.
Es ist geplant, die Leistung des Systems weiter zu optimieren und den Wirkungsgrad beim Laden zu steigern. Zudem treibt das Dongguan Institute of Materials Science and Technology die industrielle Anwendung des Systems voran.
Nach Angaben des Instituts eignet sich das neue System nicht nur für autonome Fahrzeuge, sondern lässt sich auch auf den Schienenverkehr, automatisierte fahrerlose Transportsysteme in der Industrie sowie Fluggeräte im Bereich von Niedrigflügen ausweiten.
Im September kündigten das chinesische Ministerium für Industrie und Informationstechnologie sowie acht weitere Regierungsbehörden den Fünfjahresplan für die Branche der intelligent vernetzten New Energy Vehicles (NEV) für den Zeitraum von 2026 bis 2030 an. Der Plan sieht vor, dass Fahrzeuge mit Funktionen für autonomes Fahren bis 2030 in China großflächig zum Einsatz kommen. Hochautomatisiertes Fahren soll auf Autobahnen, städtischen Schnellstraßen und bestimmten innerstädtischen Straßen ermöglicht werden.
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