Công nghệ sạc xe điện không dây
Những người lái xe bình thường sẽ luôn theo dõi đồng hồ đo nhiên liệu để kịp thời dừng lại ở các trạm xăng. Tuy nhiên, đối với những người lái xe điện, các trạm sạc là rất ít và xa.
Trong khi số lượng xe điện không ngừng gia tăng, cơ sở hạ tầng cần thiết cho việc sạc pin cũng như công nghệ sạc vẫn chưa bắt kịp xu hướng. Hiện nay, hầu hết các loại xe điện đều được sạc bằng cách kết nối thông qua phích cắm. Nhưng phích cắm, dây cáp và trạm sạc mang lại rất nhiều vấn đề.
Những sợi dây cáp là mối nguy hiểm cho những chuyến đi đó. Các trạm thu phí ô tô khiến đường phố thêm lộn xộn. Và đồng trong dây điện là mục tiêu hấp dẫn của bọn trộm. Do đó, nhiều kỹ sư muốn phát triển một cách sạc thứ hai: không dây, để chúng có thể được chôn dưới lòng đất.
Năm 1831, Michael Faraday đã có một phát minh quan trọng đó là cảm ứng điện từ, nguyên lý cơ bản đằng sau công nghệ sạc không dây và vẫn được sử dụng rộng rãi trong động cơ điện và máy phát điện.
Kể từ khi Oerted phát hiện ra dòng điện tạo ra từ trường vào năm 1820, Faraday đã thử lại các thí nghiệm của Oerted, tham khảo các tài liệu của Ampere. Ông phát hiện ra rằng nếu dòng điện tạo ra từ trường thì từ trường cũng có thể tạo ra dòng điện.
Với các thí nghiệm sau đó, ông tiếp tục phát hiện ra rằng dòng điện trong mạch đầu tiên có thể kích thích dòng điện trong mạch thứ hai gần đó. Do đó năng lượng điện đã được truyền mà không cần dây dẫn. Dòng điện cảm ứng sau đó có thể phục vụ bất kỳ mục đích nào mà kỹ sư chọn.
Trong trường hợp sạc xe điện, dây dẫn đầu tiên là một dây đồng dài cuộn quanh một miếng ferit để khuếch đại từ trường được tạo ra. Những vật liệu này sẽ được đặt trong một hộp phẳng để tạo ra một tấm đệm có thể dễ dàng chôn cất.
Khi xe được trang bị một cảm biến tương thích và đỗ phía trên thiết bị được chôn dưới đất, một dòng điện xoay chiều sẽ xuất hiện trong bệ đất và dòng điện tương tự sẽ được tạo ra trong xe. Dòng điện này sẽ được chuyển hóa thành dòng điện một chiều để sạc đầy ắc quy của xe điện.
Nguyên tắc này khá đơn giản. Nhưng phải đến những năm gần đây, cảm ứng điện mới trở thành hiện thực đối với các phương tiện giao thông.
Công nghệ sạc dẫn đầu
Để sạc không dây hoạt động, xe điện phải được trang bị cảm biến. Hiện tại, đây là hình thức kinh doanh tự phát. Ví dụ, Evatran, một công ty ở Virginia, bán bộ cảm biến và miếng đệm với giá từ 2.500 đến 4.000 USD, bao gồm cả công lắp đặt.
Giám đốc của công ty, Rebecca Hough, cho biết khoảng 11% nguồn điện đầu vào bị mất trong quá trình sạc không dây với thiết bị của Evatran. Nhưng sử dụng bộ sạc cắm điện cũng có những tổn thất tương tự.
Evatran không đơn độc trong lĩnh vực kinh doanh cảm biến. HEVO, một công ty có trụ sở tại New York, đã lắp đặt bộ cảm biến này với giá 3.000 USD. HEVO cũng muốn việc sạc xe điện được mở rộng ra ngoài các nhà để xe chung cư bằng cách lắp đặt các tấm đệm ở các thành phố. Người lái xe sẽ đặt và thuê thông qua ứng dụng di động.
Nếu sạc không dây phát triển hơn nữa, các nhà sản xuất ô tô cũng sẽ phải vào cuộc. Điều này đang bắt đầu xảy ra. Kể từ năm 2018, các nhà sản xuất ô tô đã bắt đầu thêm bộ thu vào sản phẩm của họ khi chúng đang được lắp ráp.
WiTricity, một công ty ở Massachusetts, giống như Evatran, thiết kế bộ thu và tấm đệm. Công ty đã cấp phép cho Toyota và hai công ty sản xuất phụ tùng xe hơi là TDK của Nhật Bản và Delphi của Anh sử dụng thiết kế của mình. Các nhà sản xuất ô tô khác, bao gồm Audi, BMW, Daimler, Ford, Jaguar, Mercedes-Benz và Volvo, cũng dự kiến sẽ sớm ra mắt xe có sạc không dây.
Ô tô không phải là phương tiện duy nhất có thể sử dụng sạc không dây. Wave, một công ty có trụ sở tại Utah, có kế hoạch lắp đặt công nghệ sạc không dây mạnh mẽ hơn trên một chiếc xe tải quái vật tại Cảng Los Angeles. Loại xe có lốp cao hơn đầu người này có chức năng di chuyển và xếp thùng hàng. Điều này sẽ làm cho các hoạt động của cổng trở nên đơn giản hơn.
Các cảng như International Longshore và Warehouse Union chỉ cho phép thợ điện cắm dây sạc của xe điện tại cảng, điều này khiến cho việc vận hành xe trở nên vô cùng tốn kém.
Công nghệ sạc không dây nói riêng có nhiều hứa hẹn cho xe buýt. Andrew Dage, chủ sở hữu Momentum Dynamics có trụ sở tại Pennsylvania, bán nhiều bộ sạc cho xe buýt hơn ô tô. Ông cho biết trở ngại lớn của việc sử dụng xe buýt điện là phải cắt bớt một phần thời gian trong ngày để sạc đầy pin cho xe.
Ông nói thêm rằng sử dụng sạc không dây, một chiếc xe buýt sẽ có đủ điện để hoạt động cho đến cuối ngày. Khi đó, xe buýt điện có thể cạnh tranh với xe buýt chạy bằng dầu diesel.
Điều đó đã được hiện thực hóa ở Milton Keynes, một thị trấn ở phía tây bắc London. Tuyến đường số 7 của thị trấn vận hành xe buýt điện. Xe điện chỉ cần dừng 2-4 phút là có thể sạc ở cả hai đầu tuyến. Cả hai tấm đệm đều có 4 cuộn dây được chôn xuống đất. Chúng có thể truyền tải với công suất 120 kW. Như vậy là đủ để xe buýt chạy suốt 16 giờ mỗi ngày.
Bộ sạc không dây ở thị trấn Milton Keynes được sản xuất bởi công ty IPT Technology của Đức. Mỗi tấm nệm có giá khoảng 130.000 USD. Các nhà khai thác xe buýt tính toán rằng một chiếc ô tô của họ có giá chỉ 50 xu một km, rẻ hơn một chiếc xe chạy bằng động cơ diesel.
Con đường sạc xe điện ở Mỹ
Sạc xe khi đang di chuyển trở thành mục tiêu tiếp theo
Tuy nhiên, tất cả những nỗ lực này vẫn phụ thuộc vào việc xe cần dừng lại một chỗ để sạc. Như vậy, sạc không dây không khác gì các trạm sạc cắm thông thường.
Nhưng xe điện không cần phải đứng yên để sạc. Bước tiếp theo, ngành công nghiệp xe điện là hướng tới việc sạc pin cho các phương tiện di chuyển. Các thử nghiệm sơ bộ đã được tiến hành.
Một trong số đó là con đường sạc dài 100 mét ở Versailles, gần Paris. Thử nghiệm này do viện nghiên cứu Vedecom thực hiện. Kết quả này đầy hứa hẹn. Ắc quy của hai ô tô đi trên đường với vận tốc 100 km / h có thể nhận được 20 kW điện mỗi ô tô.
Gần đây nhất, Startup Israel đang xây dựng con đường sạc điện đầu tiên ở Mỹ cho phép xe điện chạy qua. Con đường dài 1,6 km nằm gần một ga tàu bỏ hoang ở bang Michigan, Mỹ. Con đường sẽ hoạt động đầy đủ vào năm 2023.
Việc sạc xe điện không dây có trở thành hiện thực hay không vẫn còn là vấn đề tranh cãi. Nhưng công nghệ sạc không dây cho ô tô sắp cất cánh. Các trạm sạc trên xe điện sẽ không mất đi, nhưng sức mạnh của quá trình sạc cảm ứng sẽ tiếp tục tồn tại.
Tham khảo: The Economist
https://cafef.vn/sac-qua-khong-khi-mo-ra-co-hoi-go-nut-that-co-chai-trong-nganh-xe-dien-giac-mo-vua-chay- xe-vua-sac-dan-thanh-hien-thuc-20220713094707605.chn
