Nó là gì và nó hoạt động như thế nào?

Trong những năm EVs ra đời, rất nhiều cải tiến và đổi mới đã được thực hiện. Tuy nhiên, một trong những cải tiến thú vị nhất cuối cùng đã đến: sạc EV không dây.

Khi công nghệ sạc EV không dây trở nên tiên tiến hơn và phổ biến rộng rãi, việc kéo đến một trạm để sạc EV của bạn có khả năng trở thành dĩ vãng.

Cắt dây khi sạc ô tô điện

Trong những năm qua, đã có những thách thức về công nghệ và hậu cần trong việc mở rộng công nghệ sạc không dây cho phù hợp với xe điện. Vượt qua những thách thức này một cách khả thi và tiết kiệm chi phí không phải là nhiệm vụ dễ dàng. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã bẻ khóa mã và hiện đang phát triển tính năng sạc không dây EV cho một con phố gần bạn.

Ngày nay, có thể dễ dàng coi công nghệ không dây là điều hiển nhiên, nhưng nó thực sự là công nghệ tiên tiến. Khoa học đằng sau sự đổi mới dựa trên cảm ứng nam châm điện. Về cơ bản, nếu dòng điện xoay chiều đi qua cuộn dây dẫn thì sẽ xảy ra từ trường. Nếu bạn đưa vào một cuộn dây khác, từ trường sẽ tạo ra một dòng điện đến cuộn dây đó sẽ sạc pin.

Nó hoạt động tốt ở phạm vi ngắn để sạc điện thoại của bạn, nhưng có một thách thức. Các nhà khoa học gọi đây là định luật bình phương nghịch đảo, đề cập đến cách một từ trường bức xạ theo mọi hướng, tiêu tán năng lượng nhanh chóng theo khoảng cách. Do đó, cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp phải được đặt gần nhau để đạt hiệu quả tối đa.

Hiệu quả như nhau phụ thuộc vào sự liên kết và diện tích mặt cắt của hai cuộn dây. Các cuộn dây phải thẳng hàng hoàn hảo song song với nhau, cách nhau từng milimét, được gọi là hệ số ghép nối. Mặc dù 1,0 được coi là hệ số ghép nối hoàn hảo, các ứng dụng trong thế giới thực chỉ đạt được hệ số ghép nối từ 0,3 đến 0,6. Việc mở rộng quy mô này để áp dụng cho các xe điện cao hơn so với mặt đất và việc đỗ không hoàn hảo cho thấy những khó khăn rõ ràng. Các nhà nghiên cứu của MIT và những người khác đã nghiên cứu giải pháp, phát triển công nghệ để chống lại quy luật bình phương nghịch đảo.

Nhiều năm nghiên cứu dẫn đến việc phát hiện ra cộng hưởng từ, điều chỉnh điện trở, cảm ứng và điện dung phân bố của các cuộn dây để cả hai đều hoạt động ở tần số cộng hưởng chính xác. Kết quả là, thay vì truyền từ cuộn dây này sang cuộn dây tiếp theo theo mọi hướng, từ trường lại đi theo một đường thẳng.

Cộng hưởng từ tăng cường sự ghép nối giữa hai cuộn dây, làm tăng tổng hệ số ghép nối. Điều này cho phép sạc không dây cho xe buýt và xe tải nằm ở vị trí cao hơn so với mặt đất và các phương tiện đang đậu theo cách khiến bạn phải vò đầu bứt tai.

Sạc EV không dây là chìa khóa để chuyển từ ICE

Bất chấp những lợi ích chính của việc lái xe EV, vẫn có những lo ngại đối với những người mua xe EV tiềm năng. Mối quan tâm hàng đầu bao gồm các loại xe điện và tính dễ dàng sạc. Điều quan trọng là làm cho việc sạc dễ dàng. Có một cách thuận tiện và hiệu quả để tính phí xe điện sẽ thu hút được nhiều người hơn trong quá trình chuyển đổi của nó.

Khi xe điện trở nên rẻ hơn để sản xuất và mua do chi phí pin thấp hơn, một giải pháp sạc điện cho hàng triệu chủ sở hữu xe điện sẽ cần được lắp đặt trong thập kỷ tới.

Nhiều quốc gia đang chuyển đổi từ xe động cơ đốt cháy sang xe điện. Do đó, các cơ sở hạ tầng hỗ trợ đang phát triển nhanh chóng. Electrify America, Tesla Superchargers và EVgo là một trong những trạm sạc xe điện lớn nhất đang hoạt động tại Hoa Kỳ và cuộc đua phát triển các hệ thống sạc không dây thương mại tốt nhất, hiệu quả về chi phí nhất đã bắt đầu.

Các công ty chạy đua để cung cấp bộ sạc EV không dây cho đại chúng

Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge (ORNL) đã phát triển một cuộn dây điện từ nhiều pha độc đáo, trong khi công ty HEVO có trụ sở tại Brooklyn đã được cấp giấy phép cho công nghệ này. Theo ORNL, cuộn dây điện từ nhiều pha độc đáo của nó mang lại mật độ công suất bề mặt cao nhất hiện có, 1,5 megawatt (1.500 kilowatt) trên một mét vuông – cao hơn từ 8 đến 10 lần so với công nghệ hiện có. Điều này giúp sạc nhanh khi đứng yên và thậm chí có khả năng sạc khi lái xe trên những con đường đã sửa đổi.

Người sáng lập và Giám đốc điều hành HEVO Jeremy McCool cho biết,

Từ chỉ một thiết bị được gắn trên xe, người lái xe giờ đây sẽ có lợi thế khi sạc không dây ở mọi cấp độ lên đến 300 kilowatt, cung cấp năng lượng cho ngôi nhà của họ thông qua giao diện xe với lưới và thậm chí sạc khi đang lái xe ở tốc độ đường cao tốc với lưới điện – Hiệu suất pin 90-96,5%. Tất cả chức năng này được tích hợp trong một gói bên xe có kích thước bằng một hộp bánh pizza cỡ trung bình và khả năng sạc sẵn cho xe điện mà không cần người ngồi sau vô lăng.

Thế giới ô tô sẽ thay đổi nhanh hơn trong thập kỷ này so với thế kỷ trước và chúng ta cần một bước thay đổi trong việc sạc xe điện để khai thác toàn bộ tiềm năng của ngành công nghiệp trị giá hàng nghìn tỷ đô la đang phát triển này.

HEVO phải đối mặt với sự cạnh tranh gay gắt để sản xuất bộ sạc EV không dây tại Hoa Kỳ. WiTricity có trụ sở tại Massachusetts cũng chuyên về công nghệ không dây EV. Là một spinoff của MIT, nó được thành lập bởi Giáo sư Marin Soljačić vào năm 2007.

Công nghệ WiTricity giúp bạn có thể sạc EV không dây tại nhà bằng cách sử dụng hộp điện treo tường được kết nối với đế sạc trên sàn. Quá trình sạc bắt đầu tự động ngay khi một EV có bộ thu di chuyển qua tấm đệm. WiTricity cho biết các đế sạc không dây của họ có thể được lắp đặt trên mặt đất, chẳng hạn như trong nhà riêng, đường lái xe hoặc nhà để xe; hoặc trong lòng đất, chôn trên vỉa hè của bãi đậu xe hoặc lề đường làm cơ sở hạ tầng thu phí công cộng.

“Cắm sạc rất khó, bẩn, không đáng tin cậy và thậm chí nguy hiểm. Câu trả lời là tính năng sạc không dây của WiTricity dành cho chủ sở hữu xe điện hôm nay và hoàn toàn cho xe tự hành vào ngày mai. Nếu không có trình điều khiển, ai sẽ cắm nó vào? ” Alex Gruzen, Giám đốc điều hành, WiTricity cho biết.

WAVE là một công ty khác tác động đến thị trường sạc không dây. Từ viết tắt WAVE là viết tắt của Wireless Advanced Vehicle Electrification. Nó thuộc sở hữu của Ideonomics, một công ty sản xuất hệ thống sạc nhanh cho xe hạng trung và hạng nặng.

Ideonomics tuyên bố các hệ thống năng lượng cao của WAVE phù hợp để cung cấp năng lượng cho xe điện tại các bến vận tải công cộng, nhà kho, trung tâm phân phối, dịch vụ đưa đón và cảng biển.

Tesla đã hợp tác với Wave để lắp các hộp thu cho xe bán tải của mình khi chúng có sẵn. Tesla rất lạc quan về dự án. Nếu thành công, Elon Musk có thể bắt đầu nhiệm vụ to lớn là lắp đặt các đường cao tốc sạc không dây trên khắp nước Mỹ để hỗ trợ công nghệ.

Sạc EV không dây có phải là cách tốt hơn không?

Khi sự phát triển và phổ biến của xe điện tăng lên, sẽ có rất nhiều cơ hội cho các công ty công nghệ phát triển các giải pháp hỗ trợ chúng. Với sạc không dây, EV có thể sạc nhỏ giọt suốt cả ngày, giúp giải quyết vấn đề sạc cáp EV và lo lắng về phạm vi.

Sạc EV thông qua công nghệ không dây đang đi đầu trong tiến bộ của ngành. Trong tương lai, các công ty như HEVO, WiTricity và Wave sẽ tiếp tục lấp đầy những khoảng trống cần thiết để đảm bảo tương lai của không chỉ xe điện mà cả xe tự hành vẫn tươi sáng.