Xe buýt điện sạc pin qua bánh xe, không cần cắm dây

Một chiếc xe buýt cũ dừng bánh sau lên tấm kim loại chỉ lớn cỡ một xe đẩy siêu thị; không có dây sạc điện nào cắm vào xe, nhưng mức pin trên màn hình bắt đầu tăng từ 10%, 20% rồi 30%.

Đó là nguyên mẫu do Công ty Winduction phát triển, để thử một cách sạc xe buýt điện khác với kiểu đưa xe về bãi rồi cắm sạc vào ban đêm.

Điện từ mặt đường đi qua bánh xe vào pin

Phần lớn xe buýt điện hiện nay phải mang theo bộ pin đủ lớn để chạy trong nhiều giờ trước khi trở về bãi sạc. Bộ pin càng lớn, xe càng nặng, giá thành tăng và chiếm thêm không gian.

Winduction muốn chia việc sạc thành nhiều lần ngắn ngay trong ngày. Khi xe dừng đón trả khách tại một số trạm có lắp thiết bị, pin sẽ tự động được nạp điện. Tài xế không cần xuống xe hay nối dây sạc.

Hệ thống dùng nguyên lý sạc cảm ứng, tương tự cách nhiều đế sạc không dây truyền điện cho điện thoại.

• 

  TP.HCM đặt mục tiêu đến năm 2029 toàn bộ xe buýt chuyển sang chạy điện

Ở các hệ thống thông thường, một cuộn dây nằm dưới mặt đường tạo ra từ trường, còn cuộn dây thứ hai gắn dưới gầm xe nhận năng lượng. Tuy nhiên khoảng cách từ mặt đường tới gầm xe khá lớn và thay đổi tùy từng loại phương tiện. Khoảng cách càng xa, lượng điện thất thoát càng nhiều.

Nhóm sáng lập Winduction chọn một vị trí khác để nhận điện là ngay trong bánh xe.

"Thứ duy nhất trên mọi phương tiện luôn tiếp xúc với mặt đất là bánh xe", Fricker - phụ trách công nghệ của công ty - giải thích.

Tấm sạc đặt trên mặt đường chứa nhiều cuộn dây. Khi có dòng điện chạy qua, chúng tạo ra từ trường. Một nhóm cuộn dây khác được tích hợp trong loại lốp xe buýt thiết kế riêng sẽ nhận năng lượng rồi đưa điện vào pin.

Nhờ đặt bộ phận nhận điện ngay ở bánh xe, khoảng cách truyền năng lượng được rút ngắn đáng kể. Theo Winduction, hệ thống hiện đạt hiệu suất hơn 90%, tức chưa tới 10% điện năng bị mất trong quá trình truyền từ mặt đường lên xe.

Tuy nhiên, lốp xe cũng phải thay đổi.

Lốp xe buýt thông thường chứa các lớp đai thép để tăng độ bền. Trong từ trường của hệ thống sạc, phần thép này có thể hấp thụ năng lượng và sinh nhiệt. Winduction đang cùng các đối tác phát triển loại lốp không dùng thép.

Loại lốp đặc biệt này sẽ đắt hơn lốp thông thường. Tuy nhiên công ty cho rằng phần chi phí tăng thêm khá nhỏ nếu đặt cạnh tổng chi phí mua và vận hành một chiếc xe buýt.

Chỉ cần lắp bộ sạc tại 2 trong số 24 trạm

Điểm mà nhóm phát triển nhắm tới là tranh thủ những phút xe vốn phải dừng trên tuyến để liên tục bổ sung điện.

Lấy tuyến xe buýt nối sân bay Zurich với khu Oerlikon làm ví dụ. Theo tính toán của Winduction, trên tuyến có 24 trạm này, chỉ cần lắp tấm sạc tại 2 trạm. 

Trong một ngày vận hành kéo dài 16 giờ, tổng thời gian chiếc xe đứng trên các tấm sạc có thể lên tới khoảng 3 giờ, tính từ nhiều lần dừng ngắn cộng lại.

Nếu liên tục được nạp thêm điện trong ngày, xe sẽ không cần mang bộ pin đủ lớn để chạy từ sáng đến tối.

Pin nhỏ hơn có thể giúp giảm trọng lượng và giá xe. Phần không gian tiết kiệm được cũng có thể dành cho hành khách hoặc thiết bị khác.

Việc sạc rải đều trong ngày còn có thể giảm áp lực lên hệ thống điện tại bãi xe.

Theo Winduction, các xe buýt điện hiện hoạt động trên tuyến được dùng làm ví dụ phải dành khoảng 5 giờ để sạc tại garage vào ban đêm. Nếu nhiều xe cùng cắm sạc trong một khoảng thời gian, công suất điện mà bãi xe cần có thể tăng cao.

Winduction cho rằng đưa một phần quá trình sạc sang ban ngày còn có thể tận dụng những thời điểm nguồn điện mặt trời dồi dào hơn.

Tuy vậy, những con số về mức tiết kiệm chi phí hiện vẫn chủ yếu dựa trên tính toán của công ty. Mức giảm cụ thể sẽ còn phụ thuộc vào chiều dài tuyến, lịch chạy, số điểm sạc, loại xe và giá điện.

Winduction hiện xây dựng một phòng thử nghiệm và một trạm xe buýt thử nghiệm tại Winterthur, với sự hỗ trợ của Cơ quan Giao thông Liên bang Thụy Sĩ và Swiss Climate Foundation.

Bước tiếp theo là hoàn thiện một chiếc xe buýt điện được chuyển đổi đầy đủ để có thể chạy ngoài khu thử nghiệm.

Nếu đúng kế hoạch, thử nghiệm thực tế đầu tiên sẽ diễn ra vào năm 2028. 

Tất cả các trạm sạc xe điện công cộng đang hoạt động trên toàn quốc sẽ có 6 tháng để rà soát và tối đa 24 tháng để hoàn thành khắc phục các tiêu chuẩn an toàn theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về trụ sạc, trạm sạc xe điện mới.