В.А. Гаврилов1, П.В. Капитанова2

1, 2 Университет ИТМО (Санкт-Петербург, Россия)
1 vagavrilov@itmo.ru, 2 p.kapitanova@metalab.ifmo.ru

Постановка проблемы. Массовое внедрение электрических транспортных средств, включая коммерческий электротранспорт, внутрискладскую технику и промышленные роботизированные платформы, является одним из ключевых трендов развития современных транспортно-логистических систем. Однако этот процесс в значительной степени сдерживается недостаточным уровнем развития зарядной инфраструктуры. Доминирующие на рынке традиционные проводные зарядные станции требуют непосредственного механического подключения, что приводит к износу контактных разъемов и невозможности полной автоматизации процесса заряда без участия человека. Эти факторы формируют актуальную научно-техническую проблему, решение которой видится в переходе к беспроводным зарядным станциям для восполнения заряда аккумуляторных батарей (АКБ) электрических транспортных средств (ЭТС). Однако создание эффективных и безопасных беспроводных зарядных станций сопряжено с преодолением комплекса взаимосвязанных вызовов, таких как достижение высокого КПД при увеличении передаваемой мощности, минимизация чувствительности системы к взаимному смещению приемных и передающих модулей, обеспечение надежного терморегулирования при высоких мощностях и соблюдение требований электробезопасности.

Цель. Провести анализ современного состояния и выявить ключевые тенденции развития технологий беспроводной передачи энергии для зарядки АКБ ЭТС.

Результаты. Рассмотрены ключевые аспекты технологии, представлен анализ динамики развития технологии беспроводной передачи энергии (БПЭ) на основе данных ведущих мировых исследовательских центров. Сделан обзор требований российских и международных стандартов, регулирующих данную область. Систематизированы достижения и выявлены приоритетные направления развития технологии.

Практическая значимость. Создана целостная основа для разработки и модернизации зарядных станций нового поколения, ориентированных на интеграцию в дорожную инфраструктуру, парковочные пространства, а также в складские и логистические комплексы. Представленные материалы и выводы открывают широкие перспективы для автоматизации процесса заряда АКБ, что повышает удобство эксплуатации ЭТС и упрощает интеграцию беспилотного транспорта в городскую среду.

Гаврилов В.А., Капитанова П.В. Современные направления развития систем беспроводной передачи энергии для зарядки аккумуляторных батарей электрических транспортных средств // Успехи современной радиоэлектроники. 2026. T. 80. № 7. С. 14–29. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202607-02

1. Autonomous Driving-Yutong [Электронный ресурс]. URL: https://en.yutong.com/technology/autonomous-driving/ (дата обращения: 19.02.2026).
2. EVOLUTE [Электронный ресурс]: официальный сайт производителя. URL: https://www.evolute.ru/ (дата обращения: 02.11.2025).
3. Роботы в складчину: «Яндекс» автоматизирует «Перекресток» на сотни миллионов рублей [Электронный ресурс]. URL: https://www.forbes.ru/tekhnologii/545931-roboty-v-skladcinu-andeks-avtomatiziruet-perekrestok-na-sotni-millionov-rublej (дата обращения: 02.11.2025).
4. Electric car stocks [Электронный ресурс] // Our World in Data. URL: https://ourworldindata.org/grapher/electric-car-stocks (дата обращения: 21.02.2026).
5. Xue Z. et al. Critical Review of Wireless Charging Technologies for Electric Vehicles // WEVJ. 2025. Т. 16, № 2. С. 65.
6. Farghly A. et al. A Comprehensive Review of Wireless Power Transfer Techniques for Electric Vehicle Charging // IEEE Access. 2025. Т. 13. С. 199683–199718.
7. Schneider J. WIRELESS POWER TRANSFER TECHNOLOGY, ALIGNMENT & TEST STANDARDIZATION SAE J2954 [Электронный ресурс] // SAE International. 2020. URL: https://cervconference.org/includes/2020/proceedings/Schneider-9.pdf (дата обращения: 15.03.26).
8. Panteleev V., Ivanov A., Petrov S. Efficient Wireless Power Transmission System // Progress in Electromagnetics Research. 2024. № 4. С. 178–187.
9. Jiang C. et al. An Overview of Resonant Circuits for Wireless Power Transfer // Energies. 2017. Т. 10. № 7. С. 894.
10. Yuan Z. et al. High-Order Compensation Topology Integration for High-Tolerant Wireless Power Transfer // Energies. 2023. Т. 16. № 2. С. 638.
11. Ramadoss V. et al. Research Insights on Recent Power Converter Topologies and Control Strategies for Wireless EV Chargers:
    A Comprehensive Study // IEEE Open J. Power Electron. 2024. Т. 5. С. 1641–1658.
12. Hridya C. K., Hari Kumar R., Mayadevi N. Wireless Bidirectional Power Transfer with Maximum Efficiency Point Tracking Control in Electric Vehicles // 2020 IEEE International Conference on Power Electronics, Smart Grid and Renewable Energy (PESGRE2020). Cochin, India: IEEE. 2020. С. 1–7.
13. Zhao H. et al. Determining the Optimal Range of Coupling Coefficient to Suppress Decline in WPTS Efficiency Due to Increased Resistance With Temperature Rise // IEEE Open J. Ind. Electron. Soc. 2020. Т. 1. С. 148–156.
14. Tiemann M. et al. Comparison of Misalignment Impact on Multi-Coil Transmitters in Wireless Transfer Systems for Electric Vehicles // 2019 21st European Conference on Power Electronics and Applications (EPE ’19 ECCE Europe). Genova, Italy: IEEE. 2019. С. 1–6.
15. Wang W., Deng J., Chen D. An LCC‐S compensated wireless power transfer system using receiver‐side switched‐controlled capacitor combined semi‐active rectifier for constant voltage charging with misalignment tolerance // IET Power Electronics. 2023. Т. 16. № 7. С. 1103–1114.
16. Song T. et al. Self-Switching Wireless Power Transfer System Design with Constant Current/Constant Voltage Output Features Based on LCC-LCL/S Topology // Electronics. 2024. Т. 13. № 9. С. 1729.
17. Asa E. et al. Review of Safety and Exposure Limits of Electromagnetic Fields (EMF) in Wireless Electric Vehicle Charging (WEVC) Applications // 2020 IEEE Transportation Electrification Conference & Expo (ITEC). Chicago, IL, USA: IEEE. 2020. С. 17–24.
18. Sun Y. et al. Determination Foreign Object Detection Area in Electric Vehicle Wireless Charging System Based on Thermal Temperature Rise Characteristic // 2020 IEEE Transportation Electrification Conference & Expo (ITEC). Chicago, IL, USA: IEEE. 2020. С. 258–261.
19. Tiemann M., Clemens M., Schmuelling B. Thermal analysis for foreign objects in high-power wireless power transfer systems // COMPEL. 2023. Т. 42. № 5. С. 1187–1198.
20. Mohamed A.A.S. et al. Wireless charging technologies for electric vehicles: Inductive, capacitive, and magnetic gear // IET Power Electronics. 2024. Т. 17. № 16. С. 3139–3165.
21. Sagar A. et al. A Comprehensive Review of the Recent Development of Wireless Power Transfer Technologies for Electric Vehicle Charging Systems // IEEE Access. 2023. Т. 11. С. 83703–83751.
22. Yakala R.K. et al. Optimization of Circular Coil Design for Wireless Power Transfer System in Electric Vehicle Battery Charging Applications // Trans Indian Natl. Acad. Eng. 2021. Т. 6. № 3. С. 765–774.
23. Oak Ridge Inches Closer to 15-Minute Wireless EV Charging [Электронный ресурс] // IEEE Spectrum. URL: https://spectrum.ieee.org/oak-ridge-inches-closer-to-15minute-wireless-ev-charging (дата обращения: 16.12.2025).
24. Going wireless for better vehicle charging [Электронный ресурс]. URL: https://www.ornl.gov/blog/going-wireless-better-vehicle-charging?utm_medium=organic&utm_source=yandexsmartcamera (дата обращения: 21.02.2026).
25. Li K. et al. Design of Wireless Power Transmission System with Double D-coil // Proceedings of the 2020 4th International Conference on Electronic Information Technology and Computer Engineering. Xiamen China: ACM, 2020. С. 1049–1054.
26. ORNL Achieves Breakthrough with 270-kW Wireless EV Charging Technology [Электронный ресурс] // Impact Lab LLC. 2025. URL: https://www.impactlab.com/2024/08/05/ornl-achieves-breakthrough-with-270-kw-wireless-ev-charging-technology/.
27. Elbracht L., Noeren J., Parspour N. A Wireless Multicoil Charging System for Low-Voltage Electric Vehicle Applications // WEVJ. 2021. Т. 12. № 4. С. 172.
28. Mou X. et al. Survey on magnetic resonant coupling wireless power transfer technology for electric vehicle charging // IET Power Electronics. 2019. Т. 12. № 12. С. 3005–3020.
29. Jia Hou et al. Analysis and Control of Series/Series-Parallel Compensated Resonant Converter for Contactless Power Transfer // IEEE J. Emerg. Sel. Topics Power Electron. 2015. Т. 3. № 1. С. 124–136.
30. Zhang Y. et al. Integration of Onboard Charger and Wireless Charging System For Electric Vehicles With Shared Coupler, Compensation, and Rectifier // IEEE Trans. Ind. Electron. 2023. Т. 70. № 7. С. 7511–7514.
31. Song S. et al. Analysis of S-S Resonance Compensation Circuit of Electric Vehicle Wireless Power Transfer System // 2020 IEEE 4th Conference on Energy Internet and Energy System Integration (EI2). Wuhan, China: IEEE. 2020. С. 619–622.
32. Loureiro P. et al. Planar Transformer Design for a LLC DC-DC Converter with Variable Input and Wide Output Voltage Range // 2025 9th International Young Engineers Forum on Electrical and Computer Engineering (YEF-ECE). Caparica. Lisbon, Portugal: IEEE. 2025. С. 13–18.
33. Mahesh A. et al. A multiport DC-to-DC converter-driven inductive wireless charging system for EVs with integrated photovoltaic and energy storage systems // Sci Rep. 2025. Т. 15. № 1. С. 23772.
34. Xiao Y. et al. Review of High-Temperature Power Electronics Converters // IEEE Trans. Power Electron. 2022. Т. 37, № 12. С. 14831–14849.
35. Непомнящий О.В., Сазонов И.Е., Яблонский А.П., Хайдукова В.Н. Повышающе-понижающий реверсивный импульсный преобразователь с высоким КПД // Успехи современной радиоэлектроники. 2021. T. 75. № 8. С. 43–50. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202108-05
36. Kim J.-W., Barbosa P. PWM-Controlled Series Resonant Converter for Universal Electric Vehicle Charger // IEEE Trans. Power Electron. 2021. Т. 36. № 12. С. 13578–13588.
37. Tiemann M., Stein M., Schmuelling B. Phase Control for Frequency Adaptation in Wireless Power Transfer Systems for Electric Vehicles // 2023 11th International Conference on Power Electronics and ECCE Asia (ICPE 2023 – ECCE Asia). Jeju Island, Korea, Republic of: IEEE. 2023. С. 829–834.
38. Tiemann M. et al. Magnetic and Thermal Coupled Field Analysis of Wireless Charging Systems for Electric Vehicles // IEEE Trans. Magn. 2019. Т. 55. № 6. С. 1–4.
39. Tiemann M., Clemens M., Schmuelling B. Model Order Reduction for Thermal Analysis of Wireless Power Transfer Systems Considering Radiation // 2022 23rd International Conference on the Computation of Electromagnetic Fields (COMPUMAG). Cancun, Mexico: IEEE. 2022. С. 1–4.
40. Mahto T. et al. Fractional Order Fuzzy Based Virtual Inertia Controller Design for Frequency Stability in Isolated Hybrid Power Systems // Energies. 2021. Т. 14. № 6. С. 1634.
41. Ponnambalam R., Vairavasundaram I. GaN-Based DC-DC converters for EV fast charging: A review of wide bandgap devices technology // Results in Engineering. 2025. Т. 28. С. 107548.
42. Ravindran R., Massoud A.M. An overview of wide and ultra wide bandgap semiconductors for next-generation power electronics applications // Microelectronic Engineering. 2025. Т. 299. С. 112348.
43. Dinis J., Cardoso A.J.M. Wide Bandgap Semiconductor-Based Converters for EV and HEV Magnetically Coupled Resonant Wireless Power Transfer // 2021 Sixteenth International Conference on Ecological Vehicles and Renewable Energies (EVER). Monte-Carlo, Monaco: IEEE. 2021. С. 1–8.
44. Pervaiz H., Yasko M., Martinez W. Design and Thermal Analysis of WPT System with LCC-LCC Compensation Network Based on Real-World 50kW Charging Profiles // 2025 IEEE/AIAA Transportation Electrification Conference and Electric Aircraft Technologies Symposium (ITEC+EATS). Anaheim. CA, USA: IEEE. 2025. С. 1–6.
45. 40kW DC DC Converter for Electric Construction Machinery Vehicle [Электронный ресурс] // Dilong Charger. URL: https://www.powerdilong.com/products/dilong-40kw-hv-in-to-hv-out-air-cooled-dc-dc-converter-for-heavy-construction-machinery-and-vehicles (дата обращения: 21.02.2026).
46. Li J., Wang X., Zhang Y. Thermal performance of pin fin heat sinks with phase change material for electronic devices thermal management // Applied Thermal Engineering. 2024. Т. 250. С. 123456.
47. Smith J., Brown R., Lee K. Battery thermal management system for electric vehicle using heat pipes // International Journal of Thermal Sciences. 2018. Т. 134. С. 517–529.
48. Abdelkareem M.A., Olabi A.G., Sayed E.T. Thermal management systems based on heat pipes for batteries in EVs/HEVs // Journal of Energy Storage. 2022. Т. 51. С. 104384.
49. Cheikh M., Ben Salah T., Morel H. Human body exposure to low frequency wireless charging: Direct coupling mechanisms and interferences with medical devices // 2017 Progress in Electromagnetics Research Symposium – Fall (PIERS – FALL). Singapore: IEEE. 2017. С. 1048–1054.
50. Zang M., Clemens M., Schmuelling B. A Co-Simulation Scalar-Potential Finite Difference Method for the Numerical Analysis of Human Exposure to Magneto-Quasi-Static Fields // IEEE Transactions on Magnetics. 2017. Т. 53. № 6. С. 1–4.
51. СанПиН 1.2.3685-21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания: утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28.01.2021 № 2. М.: Роспотребнадзор. 2021. URL: http://2spbg.ru/documents/sv/doc/pl/new/sp123.pdf (дата обращения: 21.12.2025).
52. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов: утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 09.06.2003 № 135. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России. 2003. URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294815/4294815421.pdf (дата обращения: 21.12.2025).
53. Guidelines for Limiting Exposure to Electromagnetic Fields (100 kHz to 300 GHz) // Health Physics. 2020. Т. 118. № 5. С. 483–524.
54. Bailey W.H. et al. Synopsis of IEEE Std C95.1TM-2019 “IEEE Standard for Safety Levels With Respect to Human Exposure to Electric, Magnetic, and Electromagnetic Fields, 0 Hz to 300 GHz” // IEEE Access. 2019. Т. 7. С. 171346–171356.
55. GUIDELINES FOR LIMITING EXPOSURE TO TIME-VARYING ELECTRIC AND MAGNETIC FIELDS (1 Hz TO 100 kHz) // Health Physics. 2010. Т. 99. № 6. С. 818–836.
56. GB/T 38775.1-2020. Электромобили. Система беспроводной передачи энергии. Часть 1. Общие требования. Пекин: Комитет по стандартизации Китая. 2020. 28 с.
57. International Electrotechnical Commission. IEC 61980-1:2020. Electric vehicle wireless power transfer (WPT) systems – Part 1: General requirements. Geneva: IEC. 2020. 92 p.
58. Audi A3 e-tron – Audi Technology Portal [Электронный ресурс]. URL: https://www.audi-technology-portal.de/en/drivetrain/hybrid-technologies/audi-a3-e-tron_en (дата обращения: 22.03.2026).
59. Honda to Present Wireless Vehicle-to-Grid Charging System at CES – News [Электронный ресурс]. URL: https://eepower.com/news/honda-to-present-wireless-vehicle-to-grid-charging-system-at-ces/ (дата обращения: 08.02.2026).
60. Hill J.S. Washington e-buses get 300kw wireless charging system [Электронный ресурс] // The Driven. 2020. URL: https://thedriven.io/2020/06/23/washington-e-buses-get-300kw-wireless-charging-system/ (дата обращения: 08.02.2026).
61. Charging up the commute [Электронный ресурс]. URL: https://www.ornl.gov/news/charging-commute (дата обращения: 08.02.2026).
62. Wireless EV Charging: Oak Ridge Sets a New Record – IEEE Spectrum [Электронный ресурс]. URL: https://spectrum.ieee.org/
    wireless-ev-charging-2668791896 (дата обращения: 08.02.2026).
63. Porsche To Launch 11-kW Wireless Charging Option in 2026 [Электронный ресурс] // EV Charging Stations. 2025. URL: https://evchargingstations.com/chargingnews/porsche-to-launch-11-kw-wireless-charging-option-in-2026/ (дата обращения: 15.03.26).
64. Charging up the commute [Электронный ресурс] // Oak Ridge National Laboratory. 2024. URL: https://www.ornl.gov/news/
    charging-commute (дата обращения: 22.02.2026).
65. Kaneko Y., Abe S. Technology trends of wireless power transfer systems for electric vehicle and plug-in hybrid electric vehicle // 2013 IEEE 10th International Conference on Power Electronics and Drive Systems (PEDS). Kitakyushu: IEEE. 2013. С. 1009–1014.