Sạc không dây động có thể cách mạng hóa giao thông vận tải và đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang phương tiện di chuyển bằng điện bằng cách sử dụng cuộn dây đồng lắp dưới đường nhựa, cho phép xe điện sạc pin khi đang di chuyển.
Bạn sẽ học được gì:
- Sạc không dây động là gì?
- Nỗ lực xây dựng đường không dây ở nước ngoài của Electreon
- Dự án đường không dây ở Mỹ
Các nhà nghiên cứu từ lâu đã đưa ra giả thuyết về các thiết bị được lắp đặt trên vỉa hè đường cao tốc sẽ cung cấp năng lượng điện cho các phương tiện chạy bằng pin (BEV) trên đường bằng cách sử dụng từ trường. Tuy nhiên, ngay cả khi đạt được nhiều tiến bộ trong công nghệ BEV, về mặt phần cứng và cơ sở hạ tầng, hệ thống EV vẫn phụ thuộc vào việc sạc lại tại chỗ, việc này mất nhiều thời gian hơn đáng kể so với việc tiếp nhiên liệu cho xe chạy bằng ICE hoặc hydro.
Tuy nhiên, có những dấu hiệu cho thấy điều này có thể sớm thay đổi. Sạc không dây động có thể cách mạng hóa giao thông vận tải và đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang phương tiện di chuyển bằng điện bằng cách sử dụng cuộn dây đồng lắp dưới đường nhựa, cho phép xe điện sạc pin khi đang di chuyển.
Để truyền điện không dây, sạc cảm ứng sử dụng cuộn dây gắn trong máy phát và kết nối với nguồn điện cũng như máy thu gắn trên xe. Nó yêu cầu bộ thu trên xe phải thẳng hàng với đường cuộn dây trên mặt đường.
Trong một nghiên cứu năm 2021 về các chiến lược và công nghệ quy mô lớn hiệu quả và bền vững nhất để đạt được mức phát thải ròng trong giao thông vận tải bằng 0, Bộ Giao thông vận tải Pháp kết luận rằng nếu được triển khai ở quy mô lớn, hệ thống đường điện không dây có thể giảm lượng khí thải CO 2 từ vận tải hàng hóa đường bộ bằng cách 86% so với nhiên liệu diesel. Ở Pháp, lĩnh vực giao thông vận tải chiếm 1/3 lượng khí thải nhà kính của đất nước và 95% lượng khí thải này đến từ vận tải đường bộ. Nếu không có hệ thống đường điện, xe tải hạng nặng chạy điện sẽ phải trang bị ắc quy cực lớn và dừng sạc ở các trạm sạc công suất lớn.
Nghiên cứu của Pháp cũng đề xuất kế hoạch triển khai hệ thống đường điện trên gần 5.000 km vào năm 2030 và gần 9.000 km vào năm 2035, nhấn mạnh tầm quan trọng đặc biệt của công nghệ này như một phần quan trọng của câu đố nhằm đạt được mức phát thải ròng bằng không.
Dự án Đường không dây Toàn cầu của Electreon
Nhiều nỗ lực đang được tiến hành để phát triển hệ thống đường sạc không dây. Công ty Electreon của Israel đã thắng thầu ở Pháp và Na Uy để lắp đặt các phần nhỏ của “Hệ thống Đường điện” không dây nhằm vào các nhà khai thác đội tàu. Electreon đặt các cuộn dây đồng ngay dưới mặt đường—dọc theo đường cao tốc, tại bến xe buýt, bãi đậu xe và tại các trung tâm hậu cần.
Việc triển khai diễn ra vào ban đêm để giảm thiểu sự gián đoạn do một phần nhựa đường cần phải được dỡ bỏ và thay thế. Sau đó, các cuộn dây được phủ nhựa đường và Đường điện sẵn sàng bắt đầu sạc xe điện.
Ngoài ra, hệ thống có thể kết nối với lưới điện hiện có mà không cần thêm cơ sở hạ tầng hoặc trạm biến áp. Nó sử dụng các đơn vị quản lý được đặt ở hai bên đường để liên lạc với các máy thu trên phương tiện và truyền năng lượng. Giải pháp toàn diện bao gồm cơ sở hạ tầng ngầm, công nghệ phương tiện và phần mềm quản lý sạc.
Năm 2019, Electreon đã hoàn thành việc triển khai hệ thống sạc không dây động trên đường công cộng dài 1,65 km (1,02 dặm) ở Gotland, Thụy Điển. Kể từ đó, một chiếc xe tải và xe moóc 40 tấn chạy hoàn toàn bằng điện đã thực hiện thành công các cuộc thử nghiệm trên con đường giữa sân bay và trung tâm thành phố Visby, đạt tốc độ lên tới 80 km/h trong khi nhận được công suất trung bình 70 kW từ đường điện khí hóa. .
điện tử
Tiếp nối nỗ lực này, Bpifrance, ngân hàng đầu tư khu vực công của Pháp, đã chọn Hệ thống Đường điện của Electreon cho một dự án trên đoạn đường dài 2 km của đường cao tốc A10, phía tây nam Paris. Bpifrance, cùng với các Bộ liên quan của Pháp, đã chọn Electreon và các đối tác liên danh của mình cho dự án như một phần trong chiến lược thúc đẩy khả năng di chuyển không phát thải cacbon. Liên minh này được lãnh đạo bởi VINCI Autoroutes cùng với một số đối tác bổ sung của Electreon—VINCI Construction, Hutchinson và Đại học Gustave Eiffel. Giai đoạn đầu của dự án sẽ tập trung vào việc sạc các đội xe điện tử thương mại khi họ lái xe.
Trong dự án này, Electreon có kế hoạch giới thiệu sản phẩm thế hệ tiếp theo với khả năng truyền tải điện tăng đáng kể, các tính năng phần mềm bổ sung như giám sát thời gian thực và kiến trúc mạnh mẽ hơn. Được thiết kế đặc biệt cho các hành lang giao thông dày đặc trên đường cao tốc công cộng, Electreon sẽ triển khai Đường Điện vừa là đường sạc không dây động dài 2 km vừa là trạm sạc không dây cố định. Cơ sở hạ tầng sạc này được cho là hỗ trợ tất cả các loại và hạng phương tiện.
Trên hết, Electreon sẽ cung cấp xe tải 40 tấn cũng như xe buýt và sẽ mời nhiều đối tác ô tô hàng đầu để hưởng lợi từ khả năng sản phẩm mới của công ty. Ngoài ra, một dải đất dài hàng km ở thị trấn Balingen của Đức vào cuối năm nay sẽ tổ chức thử nghiệm công khai con đường sạc không dây.
Bộ Giao thông Vận tải Michigan cũng đang thử nghiệm công nghệ này trong năm nay. MDOT và Electreon đã ký thỏa thuận 5 năm cho một chương trình thí điểm. Tổng chi phí ước tính là 1,9 triệu USD.
Cũng ở Mỹ
Trong đơn đăng ký bằng sáng chế có tiêu đề “Căn chỉnh và giám sát cuộn dây sạc trên đường” được xuất bản vào ngày 20 tháng 7 năm 2023 và nộp lần đầu vào ngày 20 tháng 1 năm 2022, Ford thảo luận về việc nhúng các cuộn dây sạc cảm ứng trên đường và sử dụng chúng để sạc các phương tiện đang di chuyển. Bằng sáng chế nhằm mục đích áp dụng tính năng sạc cảm ứng không dây cho các phương tiện đang chuyển động.
Như Ford đã chỉ ra, để đảm bảo sạc hiệu quả, bộ thu trên xe cần phải thẳng hàng với một đường cuộn dây trên mặt đường. Công ty lưu ý thêm rằng người lái xe có thể duy trì sự liên kết bằng cách đi theo vạch kẻ làn đường hoặc được hướng dẫn bởi camera hoặc các cảm biến khác được thiết kế để đọc vạch kẻ làn đường.
Tuy nhiên, cụ thể hơn, Ford đề xuất trang bị radar xuyên đất cho các phương tiện. Radar sẽ giúp phương tiện xác định vị trí cuộn dây sạc và dữ liệu có thể được sử dụng để tự động điều chỉnh hệ thống lái để sạc tối ưu.
Bộ Giao thông Vận tải Indiana và Đại học Purdue đang nỗ lực phát triển phân khúc đường cao tốc bê tông sạc không dây không tiếp xúc đầu tiên trên thế giới dành cho ô tô điện. Họ đang làm việc với công ty khởi nghiệp Magment GmbH của Đức. Làm thế nào nó hoạt động? Một loại bê tông có thể từ hóa sẽ được sử dụng trên các đường cao tốc ở Indiana để sạc điện cho ô tô khi chúng chạy dọc.
Nhựa đường có thể từ hóa sẽ cho phép xây dựng những con đường điện khí hóa với hiệu suất cao và tiết kiệm chi phí để cung cấp năng lượng cho các phương tiện giao thông trong tương lai. Các công nghệ hiện có sử dụng cuộn dây đồng có hoặc không có miếng đệm từ tính, chẳng hạn như vật liệu xây dựng đường có từ tính được cấp bằng sáng chế của Magment. Một ăng-ten gắn ở đáy xe đi qua từ trường, tạo ra dòng điện để sạc pin.
Dự án này là một phần của Sáng kiến Nâng cao tính bền vững thông qua Cơ sở hạ tầng điện cho Điện khí hóa Đường bộ (ASPIRE), một Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật được Quỹ Khoa học Quốc gia tài trợ.
Giai đoạn thử nghiệm của dự án đã hoàn tất. Các nhóm đang nghiên cứu thiết kế dải thử nghiệm, sẽ được đặt tại US 231 và US 52 ở West Lafayette, Ind.
Tuy nhiên, vẫn còn những trở ngại cần phải vượt qua. Tất cả các ý tưởng về đường sạc điện phải có khả năng tương tác, cho phép các mẫu xe đối thủ sạc trên cùng một hệ thống để tránh trùng lặp công nghệ. Hơn nữa, việc lắp đặt các miếng sạc dưới sàn có thể rất tốn kém. Một hệ thống như vậy sẽ đòi hỏi một khoản đầu tư cơ sở hạ tầng lớn và các con đường cần phải được lựa chọn một cách khôn ngoan để có tác động lớn nhất.
