Sự phát triển của các phương tiện sử dụng năng lượng mới đang diễn ra sôi nổi và vấn đề bổ sung năng lượng cũng trở thành một trong những vấn đề được ngành hết sức chú ý. Trong khi mọi người đang tranh luận về giá trị của việc sạc quá mức và thay pin, liệu có "Kế hoạch C" để sạc các phương tiện sử dụng năng lượng mới không?
Có lẽ chịu ảnh hưởng từ sạc không dây của smartphone, sạc không dây của ô tô cũng đã trở thành một trong những công nghệ được các kỹ sư vượt qua. Theo giới truyền thông, cách đây không lâu, công nghệ sạc không dây trên ô tô đã nhận được sự nghiên cứu mang tính đột phá. Một nhóm nghiên cứu và phát triển tuyên bố rằng đế sạc không dây có thể truyền điện tới ô tô với công suất đầu ra 100kW, có thể tăng trạng thái sạc pin lên 50% trong vòng 20 phút.
Tất nhiên, công nghệ sạc không dây trên ô tô không phải là công nghệ mới. Với sự gia tăng của các phương tiện sử dụng năng lượng mới, nhiều lực lượng khác nhau đã khám phá tính năng sạc không dây trong một thời gian dài, bao gồm BBA, Volvo và nhiều công ty ô tô nội địa khác nhau.
Nhìn chung, công nghệ sạc không dây trên ô tô vẫn đang ở giai đoạn đầu và nhiều chính quyền địa phương cũng đang tận dụng cơ hội này để khám phá những khả năng lớn hơn cho giao thông vận tải trong tương lai. Tuy nhiên, do các yếu tố như chi phí, điện năng và cơ sở hạ tầng, công nghệ sạc không dây trên ô tô đã được thương mại hóa trên quy mô lớn. Còn rất nhiều khó khăn cần phải vượt qua. Câu chuyện mới về sạc không dây trên ô tô vẫn chưa dễ kể.
Như chúng ta đã biết, sạc không dây không có gì mới trong ngành điện thoại di động. Sạc không dây cho ô tô không phổ biến như sạc cho điện thoại di động nhưng nó đã thu hút nhiều công ty thèm muốn công nghệ này.
Nhìn chung, có bốn phương pháp sạc không dây phổ biến: cảm ứng điện từ, cộng hưởng từ trường, ghép nối điện trường và sóng vô tuyến. Trong số đó, điện thoại di động và xe điện chủ yếu sử dụng cảm ứng điện từ và cộng hưởng từ trường.
Trong số đó, sạc không dây cảm ứng điện từ sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ và từ tính để tạo ra điện. Nó có hiệu suất sạc cao nhưng khoảng cách sạc hiệu quả ngắn và yêu cầu về vị trí sạc cũng nghiêm ngặt. Nói một cách tương đối, sạc không dây cộng hưởng từ có yêu cầu về vị trí thấp hơn và khoảng cách sạc dài hơn, có thể hỗ trợ vài cm đến vài mét, nhưng hiệu suất sạc thấp hơn một chút so với trước đây.
Vì vậy, trong giai đoạn đầu khám phá công nghệ sạc không dây, các hãng ô tô ưa chuộng công nghệ sạc không dây cảm ứng điện từ. Các công ty đại diện bao gồm BMW, Daimler và các hãng xe khác. Kể từ đó, công nghệ sạc không dây cộng hưởng từ dần được phát huy, được đại diện bởi các nhà cung cấp hệ thống như Qualcomm và WiTricity.
Ngay từ tháng 7/2014, BMW và Daimler (nay là Mercedes-Benz) đã công bố thỏa thuận hợp tác để cùng phát triển công nghệ sạc không dây cho xe điện. Năm 2018, BMW bắt đầu sản xuất hệ thống sạc không dây và biến nó thành thiết bị tùy chọn cho mẫu plug-in hybrid 5 Series. Công suất sạc định mức của nó là 3,2kW, hiệu suất chuyển đổi năng lượng đạt 85% và có thể sạc đầy trong 3,5 giờ.
Vào năm 2021, Volvo sẽ sử dụng taxi điện thuần XC40 để bắt đầu thử nghiệm sạc không dây ở Thụy Điển. Volvo đã thiết lập đặc biệt nhiều khu vực thử nghiệm ở thành phố Gothenburg, Thụy Điển. Xe sạc chỉ cần đỗ trên các thiết bị sạc không dây được gắn trên đường để tự động khởi động chức năng sạc. Volvo cho biết công suất sạc không dây của nó có thể đạt tới 40kW và có thể di chuyển 100 km trong 30 phút.
Trong lĩnh vực sạc không dây trên ô tô, nước ta luôn đi đầu trong ngành. Năm 2015, Viện nghiên cứu điện lực Quảng Tây của Lưới điện miền Nam Trung Quốc đã xây dựng làn thử nghiệm sạc không dây cho xe điện nội địa đầu tiên. Năm 2018, SAIC Roewe ra mắt mẫu điện thuần túy đầu tiên có sạc không dây. FAW Hongqi đã ra mắt Hongqi E-HS9 hỗ trợ công nghệ sạc không dây vào năm 2020. Vào tháng 3 năm 2023, SAIC Zhiji đã chính thức ra mắt giải pháp sạc không dây thông minh cho xe công suất cao 11kW đầu tiên.
Và Tesla cũng là một trong những người đi đầu trong lĩnh vực sạc không dây. Vào tháng 6 năm 2023, Tesla đã chi 76 triệu USD để mua lại Wiferion và đổi tên thành Tesla Engineering Germany GmbH, với kế hoạch tận dụng tính năng sạc không dây với chi phí thấp. Trước đây, CEO Tesla, Musk, có thái độ tiêu cực đối với sạc không dây và chỉ trích sạc không dây là “thấp năng lượng và không hiệu quả”. Bây giờ anh ấy gọi đó là một tương lai đầy hứa hẹn.
Tất nhiên, nhiều hãng xe như Toyota, Honda, Nissan, General Motors cũng đang phát triển công nghệ sạc không dây.
Mặc dù nhiều bên đã tiến hành khám phá lâu dài trong lĩnh vực sạc không dây, công nghệ sạc không dây trên ô tô vẫn còn lâu mới trở thành hiện thực. Yếu tố then chốt hạn chế sự phát triển của nó là sức mạnh. Lấy Hongqi E-HS9 làm ví dụ. Công nghệ sạc không dây mà nó trang bị có công suất đầu ra tối đa là 10kW, chỉ cao hơn một chút so với công suất 7kW của cọc sạc chậm. Một số kiểu máy chỉ có thể đạt được công suất sạc hệ thống là 3,2kW. Nói cách khác, hiệu quả sạc như vậy không hề tiện lợi chút nào.
Tất nhiên, nếu sức mạnh của sạc không dây được cải thiện thì có thể lại là một câu chuyện khác. Ví dụ, như đã nêu ở đầu bài viết, một nhóm nghiên cứu và phát triển đã đạt được công suất đầu ra là 100kW, nghĩa là nếu đạt được công suất đầu ra như vậy thì về mặt lý thuyết, chiếc xe có thể được sạc đầy trong khoảng một giờ. Dù vẫn khó có thể so sánh với siêu sạc nhưng đây vẫn là sự lựa chọn mới để bổ sung năng lượng.
Từ góc độ các tình huống sử dụng, ưu điểm lớn nhất của công nghệ sạc không dây trên ô tô là giảm bớt các bước thủ công. So với sạc có dây, chủ xe cần thực hiện hàng loạt thao tác như đỗ xe, xuống xe, nhặt súng, cắm sạc,… Khi đối mặt với cọc sạc của bên thứ ba, họ phải điền nhiều thông tin khác nhau. , đây là một quá trình tương đối phức tạp.
Kịch bản sạc không dây rất đơn giản. Sau khi người lái xe đỗ xe, thiết bị sẽ tự động cảm nhận và sau đó sạc không dây. Sau khi sạc đầy xe, xe trực tiếp phóng đi và chủ xe không cần thực hiện thêm bất kỳ thao tác nào. Từ góc độ trải nghiệm người dùng, nó cũng sẽ mang lại cho mọi người cảm giác sang trọng khi sử dụng xe điện.
Tại sao sạc không dây trên ô tô lại thu hút được nhiều sự quan tâm của các doanh nghiệp và nhà cung cấp? Ở góc độ phát triển, sự xuất hiện của kỷ nguyên không người lái cũng có thể là thời điểm cho sự phát triển vượt bậc của công nghệ sạc không dây. Để ô tô thực sự không người lái, chúng cần sạc không dây để thoát khỏi ràng buộc của dây cáp sạc.
Vì vậy, nhiều nhà cung cấp sạc rất lạc quan về triển vọng phát triển của công nghệ sạc không dây. Hãng khổng lồ Siemens của Đức dự đoán rằng thị trường sạc không dây cho xe điện ở châu Âu và Bắc Mỹ sẽ đạt 2 tỷ USD vào năm 2028. Để đạt được mục tiêu này, ngay từ tháng 6 năm 2022, Siemens đã đầu tư 25 triệu USD để có được cổ phần thiểu số trong nhà cung cấp sạc không dây WiTricity đẩy mạnh nghiên cứu công nghệ và phát triển hệ thống sạc không dây.
Siemens tin rằng việc sạc không dây cho xe điện sẽ trở thành xu hướng chủ đạo trong tương lai. Ngoài việc giúp việc sạc thuận tiện hơn, sạc không dây cũng là một trong những điều kiện cần thiết để hiện thực hóa việc lái xe tự động. Nếu chúng ta thực sự muốn cho ra mắt xe tự lái trên quy mô lớn thì công nghệ sạc không dây là không thể thiếu. Đây là một bước quan trọng trong thế giới lái xe tự động.
Tất nhiên, triển vọng thì tuyệt vời, nhưng thực tế lại rất xấu xí. Hiện nay, các phương pháp bổ sung năng lượng của xe điện ngày càng trở nên đa dạng và triển vọng sạc không dây rất được mong đợi. Tuy nhiên, nhìn từ góc độ hiện tại, công nghệ sạc không dây trên ô tô vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm và gặp nhiều vấn đề như giá thành cao, sạc chậm, tiêu chuẩn không nhất quán và tiến độ thương mại hóa chậm.
Vấn đề về hiệu quả sạc là một trong những trở ngại. Ví dụ: chúng tôi đã thảo luận về vấn đề hiệu quả trong Hongqi E-HS9 đã nói ở trên. Hiệu quả thấp của sạc không dây đã bị chỉ trích. Hiện nay, hiệu suất sạc không dây của xe điện thấp hơn so với sạc có dây do tổn thất năng lượng trong quá trình truyền không dây.
Từ góc độ chi phí, việc sạc không dây trên ô tô cần phải giảm hơn nữa. Sạc không dây có yêu cầu cao về cơ sở hạ tầng. Các bộ phận sạc thường được đặt trên mặt đất, điều này sẽ liên quan đến việc sửa đổi mặt đất và các vấn đề khác. Chi phí xây dựng chắc chắn sẽ cao hơn so với chi phí đóng cọc thông thường. Ngoài ra, trong giai đoạn đầu đẩy mạnh công nghệ sạc không dây, dây chuyền công nghiệp còn non nớt, giá thành của các bộ phận liên quan sẽ cao, thậm chí gấp mấy lần giá các cọc sạc AC gia dụng có cùng công suất.
Ví dụ, nhà điều hành xe buýt FirstBus của Anh đã cân nhắc sử dụng công nghệ sạc không dây trong quá trình thúc đẩy điện khí hóa đội xe của mình. Tuy nhiên, sau khi kiểm tra, người ta phát hiện mỗi nhà cung cấp tấm sạc nối đất đều báo giá 70.000 bảng Anh. Ngoài ra, chi phí xây dựng đường sạc không dây cũng cao. Ví dụ, chi phí xây dựng đường sạc không dây dài 1,6 km ở Thụy Điển là khoảng 12,5 triệu USD.
Tất nhiên, vấn đề an toàn cũng có thể là một trong những vấn đề hạn chế công nghệ sạc không dây. Từ góc độ tác động của nó đối với cơ thể con người, sạc không dây không phải là vấn đề lớn. "Quy định tạm thời về quản lý vô tuyến đối với thiết bị sạc không dây (Truyền tải điện) (Dự thảo lấy ý kiến)" do Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin công bố nêu rõ rằng phổ tần 19-21kHz và 79-90kHz chỉ dành riêng cho ô tô sạc không dây. Nghiên cứu liên quan cho thấy chỉ khi công suất sạc vượt quá 20kW và cơ thể con người tiếp xúc chặt chẽ với đế sạc thì nó mới có thể có tác động nhất định đến cơ thể. Tuy nhiên, điều này cũng đòi hỏi các bên phải tiếp tục phổ biến vấn đề an toàn trước khi được người tiêu dùng thừa nhận.
Cho dù công nghệ sạc không dây trên ô tô có thực tế đến đâu và các tình huống sử dụng thuận tiện đến đâu thì vẫn còn một chặng đường dài trước khi nó có thể được thương mại hóa trên quy mô lớn. Bước ra khỏi phòng thí nghiệm và triển khai vào thực tế, con đường sạc không dây cho ô tô còn dài và gian khổ.
Trong khi các bên đang ráo riết khám phá công nghệ sạc không dây cho ô tô thì khái niệm “robot sạc” cũng âm thầm xuất hiện. Những điểm yếu cần được giải quyết bằng sạc không dây là vấn đề về sự tiện lợi khi sạc của người dùng, điều này sẽ bổ sung cho khái niệm lái xe không người lái trong tương lai. Nhưng có nhiều hơn một con đường đến Rome.
Vì vậy, “robot sạc” cũng đã bắt đầu trở thành một phần bổ sung trong quy trình sạc thông minh của ô tô. Cách đây không lâu, cơ sở thử nghiệm hệ thống điện mới của Khu trình diễn phát triển xanh quốc gia xây dựng tiểu trung tâm Bắc Kinh đã cho ra mắt một robot sạc xe buýt hoàn toàn tự động có thể sạc xe buýt điện.
Sau khi xe buýt điện đi vào trạm sạc, hệ thống quan sát sẽ ghi lại thông tin đến của xe và hệ thống điều phối nền ngay lập tức đưa ra nhiệm vụ sạc cho robot. Với sự hỗ trợ của hệ thống tìm đường và cơ chế đi bộ, robot sẽ tự động lái xe đến trạm sạc và tự động lấy súng sạc. , sử dụng công nghệ định vị trực quan để xác định vị trí cổng sạc xe điện và thực hiện thao tác sạc tự động.
Tất nhiên, các hãng ô tô cũng bắt đầu nhận thấy lợi ích của “robot sạc”. Tại Triển lãm ô tô Thượng Hải 2023, Lotus đã trình làng robot sạc flash. Khi xe cần sạc, robot có thể mở rộng cánh tay cơ khí và tự động lắp súng sạc vào lỗ sạc của xe. Sau khi sạc, nó cũng có thể tự rút súng ra, hoàn thành toàn bộ quá trình từ khi bắt đầu sạc cho đến khi sạc xe.
Ngược lại, robot sạc không chỉ có tính năng sạc không dây tiện lợi mà còn có thể giải quyết vấn đề hạn chế nguồn điện của sạc không dây. Người dùng cũng có thể tận hưởng cảm giác thoải mái khi sạc quá mức mà không cần phải ra khỏi xe. Tất nhiên, robot sạc cũng sẽ liên quan đến các vấn đề về chi phí và thông minh như định vị và tránh chướng ngại vật.
Tóm tắt: Vấn đề bổ sung năng lượng cho các phương tiện sử dụng năng lượng mới luôn là vấn đề được các bên trong ngành rất coi trọng. Hiện nay, giải pháp sạc quá mức và giải pháp thay pin là hai giải pháp chủ đạo nhất. Về mặt lý thuyết, hai giải pháp này đủ đáp ứng nhu cầu bổ sung năng lượng của người dùng ở một mức độ nhất định. Tất nhiên, mọi thứ luôn tiến về phía trước. Có lẽ với sự ra đời của kỷ nguyên không người lái, robot sạc và sạc không dây có thể mở ra những cơ hội mới.
Thời gian đăng: 13-04-2024