◎本报记者 姜 靖
手机无线充电已经实现，电动汽车是否也能无线充电？
香港城市大学工学院电机工程学系助理教授江朝强团队研发出的新型高功率22千瓦纳米晶智能无线充电技术，为此提供了一种方案。该技术让无线充电效率达到96%，充电系统体积减小20%、重量降低14%，为无线充电技术在电动汽车大面积推广带来了新的可能。
无线充电技术，又称为感应充电，是通过电磁场将电能从充电器无线传输到电池的一种方法。其核心优势在于无需插拔充电线，只需将电动汽车停放在充电区域即可完成充电，大大提高充电便捷性，降低充电接口的故障率。“无线充电技术现已在一些高端电动汽车中得到应用。随着技术的成熟和成本的降低，未来无线充电技术有望成为主流。”江朝强说。
目前，电动汽车无线充电技术通常采用铁氧体磁芯，但铁氧体热稳定性差、磁性损耗大。为了突破材料限制，无线充电器增加了很多冗余设计，导致其功率密度低，重量和成本高，进而影响无线充电技术的普及。
为此，江朝强带领团队对磁材料和磁路设计进行优化，将厚度小于18微米的纳米晶合薄带混合式层叠在磁耦合机构上，以替代传统铁氧体。纳米晶合金材料饱和磁感应强度更高，可达1.2特斯拉，远高于传统铁氧体的0.45特斯拉，具有热稳定性强、磁芯损耗低等优点。因此，可将无线充电器尺寸设计得更小，并有效减少环境温度对充电效率的影响。
江朝强介绍，纳米晶材料能在更宽的温度范围内保持高效运作，但其电导率较高，在高频磁场中会导致较高的涡流损耗，直接简单替代铁氧体不能充分发挥其材料优势。对此，团队通过精确设计磁芯的几何形状和磁属性配置，对磁耦合机构进行优化，使其能量传输更加直接和高效，减少不必要能量损耗。团队还利用纳米晶材料的高灵活性，设计出多种磁导率组合，可根据不同的应用需求，实现电、磁、热性能之间的最佳平衡。
该无线充电技术可应用于停车场、购物中心、家庭车位等场所，车主只需将车辆停放在指定位置，无需插拔电缆，就能实现“即泊即充”，大大提高充电便捷性。无线充电设备还可嵌入道路，使电动汽车实现“边开边充”，尤其适合长途卡车和公交车。
江朝强说，随着自动驾驶技术的普及，未来无人驾驶汽车自动驶入充电区域，无需人工干预，即可实现充电，将大大提高电动汽车的运行效率，有利于推动智能交通网络建设。
在未来的智慧城市中，电动汽车不仅是交通工具，更是智能电网的重要组成部分。无线充电技术可与智能电网相结合，优化能源管理，实现智能调度和负载平衡，确保电网稳定性，并提高能源利用效率。
随着技术不断成熟和成本降低，无线充电技术还有望在无人机、机器人等更多领域得到广泛应用。
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