Khám phá công nghệ sạc không dây cho xe hơi

Xe hơi đang chuyển sang kỷ nguyên điện khí hóa, đây là trào lưu không thể đảo ngược, tuy nhiên còn nhiều rào cả lớn cần phải vượt qua, đặc biệt là lưu điện và sạc điện. Tuy nhiên, tất cả các cơ sở hạ tầng sạc cho xe chạy điện EV (Electric Vihycle) hiện nay đều phải dùng dây dẫn. Để nạp pin, các chủ xe điện dù muốn hay không cũng phải thực hiện một loạt động tác gồm: xuống xe, kết nối hệ thống pin với nguồn điện, chờ đợi một thời gian để pin nạp đầy, rồi lại phải rút nguồn điện rồi mới khởi hành tiếp được. Quy trình này có vẻ cũng không có vẻ phức tạp lắm, nhưng thử đặt vào hoàn cảnh trời mưa to gió lớn hay trời lạnh băng giá thì việc phải thực hiện một loạt các động tác này quả là không thú vị gì, đặc biệt là đối với các tay lái nữ hay người già. 

Sẽ thật tuyệt nếu có các bộ sạc không dây, bạn chỉ cần đến đúng vị trí, đỗ lại rồi chạy đi đâu đó làm ly cà phê, để mặc cho xe tự sạc điện mà không cần phải đụng tay đụng chân gì hết. Tuyệt vời hơn nữa, nếu xe có khả năng sạc điện ngay khi vận hành trên đường, bạn cứ việc ngồi trên xe “none stop” và hoàn toàn không cần quan tâm tới việc phải dừng lại ở đâu đó để nạp điện. 

Cơ chế hoạt động của Sạc không dây cho xe hơi

Cơ chế hoạt động của sạc không dây cho xe hơi không khác gì so với sạc cho điện thoại, tất nhiên là có kích thước và công suất lớn hơn. Nó sử dụng cảm ứng trường điện từ (EM) để truyền năng lượng điện từ bộ sạc (đế sạc) đến hệ thống pin lưu trữ của xe hơi mà công cần phải nối dây. Trong đế sạc (được đặt cố định) có cuộn dây cảm ứng để tạo ra trường EM xoay chiều từ nguồn điện lưới. Về phía mình, cuộn dây cảm ứng trong xe sẽ nhận trường EM từ đế sạc rồi chuyển thành dòng điện để nạp cho hệ thống pin của xe. 

Thêm một điểm rất thú vị nữa là sạc không dây sẽ pho phép xe nạp điện ngay cả khi vận hành, nếu trên đường lắp các trạm sạc đúng chuẩn. Vào tháng 2 năm 2022, bang Michigan, Hoa Kỳ đã khởi công dự án xây dựng hệ thống sạc điện không dây trên đường phố với khả năng sạc lại xe điện khi đang đứng yên hoặc đang chuyển động.

Các trạm sạc sẽ được lắp liên tiếp nhau trên một quãng đường dài một dặm, các xe điện (có bộ sạc không dây) khi chạy qua quãng đường này sẽ tự động được sạc điện. Để dễ tưởng tượng, ta có thể coi xe hơi lúc đó được sạc điện ngay khi đang chạy, giống như metro hay tàu hỏa chạy điện vậy.

Sạc không dây có rất nhiều ưu điểm nhưng cũng không ít rào cản khiến nó không thể phát huy hiệu suất. Thứ nhất là về chi phí, trạm sạc sẽ phải đầu tư đế sạc không dây còn xe hơi phải có bộ thu hợp chuẩn. Như vậy, giá thành của xe sẽ bị đội lên đáng kể, đòi hỏi phải có sự đồng hành của sản xuất lẫn người mua.

Về mặt kỹ thuật, như chúng ta cùng biết, từ trường càng gần cuộn dây sẽ càng mạnh, như vậy muốn sạc điện một cách hiệu quả thì hai cuộn cảm ứng của xe và đế sạc càng gần nhau càng tốt. Thông thường, bộ sạc trên xe được gắn dưới gầm và nếu muốn chúng tiếp xúc sát nhau thì gầm xe phải cực thấp, nhưng như vậy sẽ làm ảnh hưởng tới tính năng vận hành của xe.

Tuy còn nhiều thách thức phải vượt qua, nhưng chắc chắn sạc không dây cho xe hơi sẽ trở thành “trend” chỉ trong nay mai, và ngay từ bây giờ các nhà sản xuất đang chạy đua khẩn trương để làm chủ và nhanh chóng phổ biến công nghệ đầy hấy dẫn này.

Ai đang sản xuất Sạc EV không dây ?

Trên thực tế, không phải bây giờ các nhà sản xuất mới có ý tưởng nạp điện không dây cho xe hơi mà ngay từ đầy kỷ nguyên xe hơi chạy điện EV, tạm tính là vào đầu thế kỷ XXI, nhiều công ty đã nhảy vào lĩnh vực này. Mặc dù cho tới nay, các bộ sạc điện không dây cho xe hơi đa phần mới chỉ tồn tại ở dạng thiết kế ý tưởng hoặc nguyên mẫu thí nghiệm, nhưng ít nhiều cũng đã thấy có sự tiến bộ.

BMW được coi là đi tiên phong giới thiệu hệ thống sạc không dây, hãng xe Đức đã không dưới một lần “nhá hàng” trong các cuộc đua xe chạy điện, trong đó gồm cả Formula E. Với sự hợp tác cùng Qmerit, BMW đã giới thiệu cho mẫu sedan 530e hybrid vào năm 2019 có hỗ trợ bộ sạc không dây.

Mặc dù được phát hành với số lượng hạn chế, công suất của hệ thống cũng chỉ đạt chỉ là 3,2kW - bằng 1/3 so với dung lượng 9,2kW của xe – nhưng đây vẫn được coi là bước tiến đáng ghi nhận.

Người láng giềng Volvo muốn cũng đang thử nghiệm bộ sạc không dây 40kW của Momentum Dynamics cho đội xe taxi XC40 Recharge hoạt động tại thành phố Gothenburg, kết quả ban đầu được đánh giá là rất đáng khích lệ.

Ở bên kia bờ Đại Tây Dương, General Motors đã triển khai dự án sạc EV không dây từ năm 2017 với sựu hợp tác cùng WiTricity, công ty Mỹ đi đầu trong lĩnh vực này.

Được biết, vào năm 2019, WiTricity đã mua lại công nghệ sạc ô tô không dây từ “gã khổng lồ” Qualcomm. Tại Nhật, Nissan cũng đang có hợp tác tương tự với WiTricity và thử nghiệm cho Nissan Leaf tính năng sạc “rảnh tay” đầy tiện lợi này. Nhà sản xuất xe Hàn Quốc Hyundai cũng đang giới thiệu tính năng sạc cảm ứng không dây, cũng có nguồn gốc từ giải pháp WiTricity Drive cho mẫu xe thương hiệu hạng sang Genesis GV60 EV như một phụ kiện tùy chọn.

Dự đoán các nhà sản xuất xe hơi khác cũng sẽ lần lượt giới thiệu những bộ sạc không dây dành cho xe hơi của mình và tới đầu thập niên sau, sạc không dây cho xe hơi sẽ trở thành tiêu chuẩn các các dòng xe điện kể cả cao cấp lẫn phổ thông.

Theo  Tạp chí Điện tử.