Xe điện sắp đón chào thời đại sạc xe điện không dây

Tiềm năng của sạc xe điện không dây

Sạc xe điện không dây hiện đã phổ biến trên điện thoại thông minh, trên ô tô, sạc không dây hoạt động theo cách tương tự, chỉ khác ở mức năng lượng cao hơn và với dung lượng pin lớn hơn nhiều. Sau một số bản demo và tin tức từ các hãng xe, công nghệ này dường như không còn quá xa vời.

Trong phòng thí nghiêm, các kỹ sư đang làm việc tích cực để đưa ra chuẩn công nghiệp, họ cũng được hỗ trợ bởi sự nỗ lực chung của nhiều ngành công nghiệp quan trọng như điện, điện tử, vật liệu trong quá trình thực hiện. Hiện tại những chiếc xe điện đầu tiên có hệ thống sạc không dây đang bắt đầu xuất hiện dù chưa đến với thị trường Việt Nam. Do tính dễ sử dụng của sạc không dây ngay cả đối với những người lái xe đã quen thuộc với việc phải bơm xăng, khả năng được áp dụng rộng rãi của sạc xe điện không dây có vẻ rất tiềm năng.

Nhìn về quá khứ, tính năng sạc không dây trên ô tô được nổi lên từ năm 2015. Hồi đó, nhà sản xuất chip Qualcomm phát triển cái mà họ gọi là Halo, Qualcomm đã từng trình diễn tại các cuộc đua Thể thức E bằng cách sạc pin cho chiếc plug-in hybrid BMW i8. Tuy nhiên, Qualcomm không phải là công ty duy nhất phát triển tính năng sạc không dây. Tại Massachusetts, một chương trình của đại học MIT có tên là WiTricity bắt đầu thử nghiệm tính năng sạc không dây trên ô tô vào năm 2010 sau khi nhận một khoản đầu tư của Toyota.

Thiết lập bộ tiêu chuẩn sạc không dây cho xe điện

Alex Gruzen, Giám đốc điều hành của WiTricity nói rõ: “Chúng tôi đang cùng với nhóm làm việc ở Hiệp hội Kỹ sư Ô tô Hoa Kỳ để thiết lập bộ tiêu chuẩn sạc không dây cho xe điện”.

Ông cũng trình bày thêm: “Mọi người cho rằng sạc có dây là một mớ lộn xộn: các nhà sản xuất ô tô khác nhau, các khu vực địa lý khác nhau, qua nhiều chuẩn đầu nối (súng sạc), các loại dây cáp và tiêu chuẩn khác nhau”.

Và họ nói với chúng tôi: ‘”Hãy nhìn xem, nếu không dây là điều tiếp theo cần có trên xe điện, chúng ta hãy cùng đưa ra chuẩn sạc không dây. Hãy làm điều đó với tư cách là tổ chức tiêu chuẩn toàn cầu do SAE lãnh đạo”.

Vì vậy, tất cả các nhà sản xuất ô tô bắt đầu tham gia vào việc hỗ trợ nhóm. Các nhà cung cấp công nghệ chính trong nỗ lực tiêu chuẩn hóa là WiTricity và Qualcomm Halo.

Vào năm 2019, WiTricity đã mua lại Halo và dành năm tiếp theo để tích hợp công nghệ của hai công ty.

Đến tháng 10 năm 2020, Hiệp hội Kỹ sư Ô tô Hoa Kỳ công bô tiêu chuẩn SAE J2954 về sạc không dây cho xe điện (EV) trong đó quy định về:

• Hệ thống mặt đất (đế sạc) dành cho sạc xe điện không dây
• Quy chuẩn của thiết bị cung cấp nguồn (EVSE)

Giờ đây các nhà sản xuất ô tô đang bắt đầu cuộc đua để bắt đầu sản xuất xe điện hỗ trợ sạc không dây.

Sạc xe điện không dây đã được triển khai ở Hàn Quốc và Trung Quốc

Một ví dụ rất sớm về việc này là chiếc Genesis GV60, một chiếc crossover chạy điện khá tiên tiến. Tiếc là sạc không dây hiện chỉ có ở chiếc GV60 phiên bản nội địa Hàn Quốc. Genesis đang lắp đặt các đế sạc không dây tại các trạm sạc mang thương hiệu Genesis, phần lớn các đế sạc là ở garade đậu xe gia đình hoặc công ty, không phải cơ sở hạ tầng công cộng.

Trung Quốc có thể dẫn đầu về sạc không dây cho xe điện. Thị trường xe điện của họ rất cạnh tranh vì vậy các nhà sản xuất chịu áp lực phải làm gì đó “đặc biệt” cho xe điện của họ để thúc đẩy doanh số. Ba nhà sản xuất ô tô đã bắt đầu cung cấp sạc không dây ở Trung Quốc, nhiều nhà sản xuất khác sẽ tham gia vào năm 2023.

Không có tổn thất hiệu suất lớn

Nhiều ý kiến ​​cho rằng sạc không dây có hiệu suất kém hơn nhiều so với sạc có dây. Những kết quả thử nghiệm trên thực tế cho thấy hiệu suất chuyển đổi điện từ đế sạc không dây cho xe điện vào pin xe điện là 90-92%. Nó tương đương với hiệu suất của 80% bộ sạc có dây trên thị trường. Chỉ những bộ sạc có dây tốt nhất, đắt tiền nhất mới đạt hiệu suất từ 94-94,5%. Vì vậy, hiệu suất của bộ sạc không dây là tốt.

Mọi bộ sạc có dây cắm vào lưới điện đều cần có biến áp cách ly. Sạc không dây không cần biến áp cách ly. Có một khoảng trống không khí giữa pin xe và đế sạc. Hai cuộn dây gồm một cuộn trên mặt đất và một cuộn trên ô tô – hoạt động như một máy biến áp cách ly. Cách ly một cách tự nhiên. Tất cả phần còn lại của các thiết bị điện tử là khá giống nhau. Quá trình sạc cũng vậy. Đều là quá trình chuyển điện AC 230 V và 50 Hz sang bất kỳ mức điện áp DC nào mà ô tô cần.

Sạc không dây thường có công suất phổ biến từ 3,3 – 6,6 kW. Để phục vụ nhu cầu của trạm sạc nhanh công cộng WiTricity phát triển đế sạc không dây có công suất lên đến 75 kW.

Trọng tâm thiết kế của sạc không dây là hướng đến người sạc xe điện tại nhà. Đó là phân khúc lớn nhất thị trường.

Việc một con đường có thể sạc xe điện trong khi lái xe về mặt lý thuyết cũng có thể thực hiện được. Vào năm 2017, WiTricity đã xây dựng một đường thử ở Versailles, Pháp, cho phép một chiếc xe tải có thể sạc tới 20 kW khi đang lái ở tốc độ 100 km/h. Tuy nhiên giá của những con đường này quá đắt làm tính kinh tế của việc tạo ra những con đường sạc không dây dường như không có nhiều ý nghĩa ngoài các ứng dụng mà xe điện hoạt động ở tốc độ thấp như xe chuyển hàng tại các nhà ga, sân bay hoặc xe tải kéo container trong cảng.

Nếu theo đúng kế hoạch, đến năm 2024 – 2026 các xe điện ở Hoa Kỳ sẽ có tính năng sạc không dây. Định hướng ứng dụng khác của công nghệ sạc không dây là rất nhiều nhưng chưa rõ ràng. Trong hiện tại, bạn hãy hài lòng với việc sạc không dây chiếc điện thoại di động của mình trong khi đợi xe điện sạc không dây được bán ra tại đất nước của bạn.