Honda จะเปลี่ยนการขับขี่รถไฟฟ้าอย่างไรด้วยเส้นทางชาร์จไร้สายแบบไดนามิก?

ถนนชาร์จไร้สายแบบไดนามิก คือแนวคิดโครงสร้างพื้นฐานที่มุ่งหมายให้ชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าได้ในขณะที่ผู้ขับยังคงจับพวงมาลัยอยู่: ขดส่งกำลังที่ฝังอยู่ใต้ผิวถนนจะส่งพลังงานไปยังยานพาหนะที่กำลังเคลื่อนที่ผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ระบบที่พัฒนาร่วมกันระหว่าง Honda R&D กับ Taisei Corporation คืองานวิศวกรรมจริงจังที่พยายามผลักดันแนวคิดนี้ไปจนถึงยานพาหนะเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ เมื่อพิจารณารายละเอียดแล้ว ปัญหาของเทคโนโลยีนี้ก็สำคัญไม่แพ้ข้อสัญญาของมัน: การสูญเสียประสิทธิภาพ ต้นทุนต่อระยะทาง และการขาดมาตรฐาน

การชาร์จระหว่างขับขี่ทำงานอย่างไร?

หลักฟิสิกส์พื้นฐานเหมือนกับหลักการหม้อแปลงแบบเดิม: กระแสสลับที่ไหลผ่านขดหนึ่งจะสร้างสนามแม่เหล็กแปรผัน ขดที่สองที่อยู่ในสนามนั้นจะรับพลังงานจากอากาศ ในการชาร์จไร้สายแบบสถิต รถจอดนิ่งและเข้ามาบนเซ็นเซอร์จอด ส่วนเวอร์ชันไดนามิก คือ DWPT (Dynamic Wireless Power Transfer) การส่งพลังงานแบบเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นขณะรถวิ่งด้วยความเร็วของทางด่วน หน่วยส่งกำลังที่ฝังอยู่ในตัวถนนจะส่งพลังงานไปยังรถที่วิ่งผ่าน หน่วยรับที่ติดตั้งบนรถจะเก็บพลังงานนี้และส่งต่อไปยังแบตเตอรี่

คำศัพท์ในข่าวของ Honda ถูกกำหนดไว้ดังนี้: หน่วยส่งกำลังฝั่งถนนเรียกว่า GA (ground assembly) และหน่วยรับบนยานพาหนะเรียกว่า VA (vehicle assembly) ข้อเท็จจริงที่รถไม่จำเป็นต้องจอดเพื่อชาร์จ สรุปเสน่ห์ทั้งหมดของเทคโนโลยีนี้ เมื่อรากของความกังวลเรื่องระยะทางคือการจอดชาร์จ ทุกทางแก้ที่ลดการจอดลงย่อมตอบโจทย์ความกังวลนี้โดยตรง

กายวิภาคของระบบของ Honda และ Taisei

Honda ทำงานเรื่อง DWPT มาตั้งแต่ปี 2021 และการวิจัยร่วมกับ Taisei และ Taisei Rotec เริ่มต้นในปี 2025 ระบบที่ประกาศประกอบด้วยสามองค์ประกอบหลัก: ระบบแหล่งจ่ายไฟ DC ใต้ดินที่ Taisei พัฒนา ระบบ GA ที่ใช้การจ่ายไฟ DC และหน่วยรับ VA บนยานพาหนะ จุดแตกต่างอยู่ที่นี่: หน่วยส่งกำลังหลายตัวเชื่อมต่อกันภายในถนนด้วยการเชื่อมต่อ DC

โครงสร้างนี้มีบางอย่างที่เป็นครั้งแรกของโลก: หน่วย GA แต่ละตัวรวมอินเวอร์เตอร์และขดเข้าไว้ในหน่วย DWPT เดียว สิ่งนี้ทำให้การเดินสายในส่วนที่ฝังง่ายขึ้น ลดจำนวนส่วนประกอบและแรงงานประกอบ ในฐานะคนที่ติดตามวงการนี้มากว่า 30 ปี ขอพูดไว้ว่า: แนวคิดการชาร์จไร้สายไม่ใช่เรื่องใหม่ สิ่งที่ใหม่คือการนับถือตรรกะการประกอบอย่างจริงจัง โครงการที่คล้ายกันก่อนหน้านี้ส่วนใหญ่จบลงแค่การสาธิตในห้องทดลอง แต่ที่นี่มุ่งหมายให้เข้ากับผิวถนนที่มีอยู่ด้วยวิธีกัด-ฝัง หน่วยฝังและโครงสร้างถนนถูกออกแบบให้ทนต่อการจราจรของยานพาหนะเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนักรวมประมาณ 20 ตัน ระบบยังมีมาตรการรองรับความไม่เรียบของพื้นผิวถนนที่ถูกกัดผิวด้วย รายละเอียดเหล่านี้ดูน่าเบื่อ แต่สิ่งที่กำหนดว่าเทคโนโลยีจะอยู่รอดบนถนนจริงหรือไม่ก็คือสิ่งเหล่านี้นี่เอง

โปรแกรมการทดสอบ: จากห้องทดลองสู่ถนนสาธารณะ

เส้นทางของระบบจนถึงปัจจุบันมีดังนี้:

1. โครงสร้างถนนและวิธีการก่อสร้างได้รับการตรวจสอบยืนยันบนถนนทดสอบ T-FIELD/SATTE
2. ช่วงปลายปี 2026 จะมีการสร้างถนนทดสอบใหม่ที่สถานที่ T-FIELD/TAMRA ของ Taisei โดยจะดำเนินการทดสอบความทนทานของยานพาหนะจริงที่สมมูลกับภาระล้อ 1 ล้านครั้งโดยใช้ภาระต่อล้อ 49 kN เป็นเกณฑ์ การทดสอบประสิทธิภาพ DWPT และการประเมินมาตรการป้องกันการรั่วไหลของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
3. ในปีงบประมาณของญี่ปุ่น 2027 จะเริ่มการทดสอบสาธิตบนถนนสาธารณะภายใต้โครงการ Tateyama ที่ดำเนินการบนทางหลวง Tateyama ของ NEXCO East ในจังหวัดชิบะ โดยมีเป้าหมายเพื่อตรวจสอบยืนยันการส่งกำลังไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ในความเร็วสูง

เทคโนโลยีนี้จะจัดแสดงที่ Japan Mobility Show Biz-week (13-16 ตุลาคม 2026, Makuhari Messe) และ ITS World Congress 2026 ที่กังนึง (19-23 ตุลาคม) Honda กำลังดำเนินงานด้านโครงสร้างพื้นฐาน รวมถึงเครือข่ายชาร์จ Honda Charge สอดคล้องกับเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอนปี 2050 DWPT ถือเป็นส่วนด้านถนนของความพยายามนี้ได้

ประสิทธิภาพ: จุดอ่อนของการชาร์จไร้สายอยู่ที่ไหน?

ประเด็นเรื่องประสิทธิภาพในการส่งกำลังไร้สายเป็นหัวข้อที่ถูกถกเถียงกันมากที่สุดในอุตสาหกรรม ตัวเลขแตกต่างกันไปตามวิธีการจดจำและการวัด: สำหรับการชาร์จไร้สายแบบคงที่ระบุช่วงประสิทธิภาพ 88-93% ซึ่งเทียบเท่ากับการชาร์จแบบเสียบปลั๊ก Level 2 ในทางกลับกัน ก็มีการระบุช่วง 60-80% ที่มีการสูญเสียผ่านความร้อนในอุปกรณ์ชาร์จไร้สายทั่วไป การเปรียบเทียบที่พบบ่อยอีกประการคือ การชาร์จไร้สายแบบคงที่อยู่ที่ประมาณ 85% เทียบกับ 94% ของการชาร์จแบบเสียบปลั๊ก กล่าวโดยสรุป การชาร์จแบบเสียบปลั๊กยังคงนำอยู่ แต่ความต่างอาจแคบลงตามคุณภาพของระบบ

ในระบบแบบเคลื่อนที่ภาพจะซับซ้อนยิ่งขึ้น เพราะประสิทธิภาพแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับการจัดแนวของขดลวดและยานพาหนะ เมื่อความหนาแน่นของยานพาหนะต่ำ การที่หน่วยทั้งหมดบนถนนอยู่ในสถานะรอใช้งานอาจกลายเป็นการสิ้นเปลืองพลังงาน งานวิจัยทางวิชาการระบุว่าในระบบที่มีการกำหนดค่าแบบยาว ประสิทธิภาพจากขดลวดหนึ่งไปยังอีกขดหนึ่งลดลงได้ถึง 8.91% นั่นคือบัตรรายงานผลที่แท้จริงของเทคโนโลยีนี้จะถูกวัดกันในยามวิกาลกลางที่การจราจรเบาบาง ไม่ใช่ในสภาพการสาธิตที่ดีที่สุด

ต้นทุนและโครงสร้างพื้นฐาน: คำถามใหญ่ที่ยังไม่มีคำตอบ

การติดตั้งถนนชาร์จไร้สายมีต้นทุนประมาณ 1.2 ล้านดอลลาร์ต่อไมล์ ส่วนต้นทุนตัวรับสัญญาณต่อยานพาหนะคำนวณไว้ประมาณ 1,000 ดอลลาร์ ยังมีการระบุความต้องการเงินลงทุนราว 167 ล้านยูโรสำหรับเลนชาร์จแบบเคลื่อนที่ แม้แต่ Honda เองก็ยอมรับว่าเศรษฐศาสตร์ของมันควรได้รับการประเมินเทียบกับโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จเร็วแบบดั้งเดิม - นี่คือการยอมรับอย่างระมัดระวังที่ผู้ผลิตพูดจากปากของตัวเอง

ส่วนการคำนวณด้านระยะทางวิ่งได้มองโลกในแง่ดีกว่า: มีข้ออ้างว่าการติดตั้งเพียงประมาณ 1.6% ของถนนเท่านั้น ซึ่งก็คือทางแยก ป้ายรถเมล์ และโซนบรรทุกสินค้า สามารถให้ระยะทางแบบไร้ขีดจำกัดได้จริง หากข้ออ้างนี้ได้รับการยืนยัน การเลือกเลนจะกลายเป็นเรื่องเชิงกลยุทธ์ แทนที่จะมองต้นทุนทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ผู้สนับสนุนทางเลือกแบบมีสายชี้ว่า โดยเฉพาะการใช้แพนโทกราฟสำหรับขนส่งสาธารณะดูเหมาะสมกว่าในแง่ต้นทุน และต้นทุนวัสดุของการชาร์จไร้สายแบบไดนามิกสูงเกินไป โครงสร้างกัด-ฝังของ Honda เป็นคำตอบต่อความยากลำบากในการบำรุงรักษาอุปกรณ์ที่ฝังอยู่ด้วย โดยระบบมีเป้าหมายที่จะบูรณาการเข้ากับงานปรับปรุงผิวถนนตามปกติ ตรรกะนี้ถูกต้อง: พื้นผิวถนนมีการปรับปรุงเป็นระยะอยู่แล้ว หากการฝังขดลวดกลายเป็นส่วนหนึ่งของงานนี้ ภาระงานเพิ่มเติมก็จะลดลง

ทำไมจึงเริ่มจากรถบรรทุกและกองฟลีตก่อน?

Honda มุ่งเป้าหมายภาคโลจิสติกส์และการขนส่งเป็นพื้นที่การใช้งานจริงแห่งแรก โดยมีเหตุผลที่มั่นคง: ในกองฟลีตเชิงพาณิชย์ การจอดชาร์จทุกครั้งคือต้นทุนการดำเนินงานโดยตรง การชาร์จระหว่างการเคลื่อนที่ช่วยบรรเทาภาระหลักของผู้ดำเนินการฟลีต การที่เป้าหมายกำลังไฟ 150 kW มุ่งเน้นไปที่ยานพาหนะเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ก็เป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์นี้ แบตเตอรี่ของรถบรรทุกไม่เล็ก หากไม่ชาร์จระหว่างทาง ปัญหาระยะทางก็จะแก้ด้วยแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ ซึ่งหมายถึงน้ำหนักและต้นทุนต่อคันที่สูงขึ้น

และนี่ไม่ใช่เพียงข้อเสนอของ Honda เท่านั้น พื้นที่นี้ไม่ได้เป็นของเฉพาะญี่ปุ่นด้วย: วิศวกรมหาวิทยาลัย Purdue ทดสอบการส่งกำลังไฟฟ้าไร้สายแบบไดนามิกบนทางหลวงได้สำเร็จ ที่ Michigan มีการติดตั้งเลนชาร์จแบบเหนี่ยวนำยาวหนึ่งในสี่ไมล์ และ Detroit เป็นที่ตั้งของถนนไฟฟ้าชาร์จไร้สายแห่งแรกของสหรัฐอเมริกา เมื่อก่อนโครงการประเภทนี้มักปรากฏอยู่ในแฟ้มแนวคิดแบบอนาคตนิยม แต่ตอนนี้พวกมันกำลังถูกฝังลงใต้ผิวถนนจริง

อุปสรรคที่ขวางการแพร่หลาย

• การกำหนดมาตรฐาน: ยังไม่มีรถยนต์ไฟฟ้าคันใดที่มาพร้อมการชาร์จไร้สายเป็นมาตรฐาน และอุปกรณ์ชาร์จไร้สายสาธารณะมีน้อยจนแทบจะไม่มี การที่จีนวางรากฐานสำหรับมาตรฐานการชาร์จ EV แบบไร้สายสะท้อนว่ากระบวนการกำหนดมาตรฐานเริ่มต้นขึ้นแล้ว
• ต้นทุนการลงทุน: ตัวเลขต่อถนนมีการนับไว้ข้างต้นแล้ว โดยไม่มีรัฐหรือผู้ดำเนินการทางหลวง เงินก้อนนี้ไม่มีใครจ่ายจากกระเป๋าตัวเองได้
• อุปสรรคทางเทคนิค: ค่าสัมประสิทธิ์การเชื่อมต่อที่ต่ำและแผ่นจ่ายกำลังที่ไม่ตรงแนวลดประสิทธิภาพลง ส่วนการบำรุงรักษาอุปกรณ์ที่ฝังในถนนก็ยากลำบากโดยธรรมชาติ
• กระบวนการงานถนน: หากเทคโนโลยีไม่ถูกผูกไว้กับการปรับปรุงผิวถนนตามปกติ การขุดถนนโดยเฉพาะก็จะทำลายความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ

แนวทางการจ่ายไฟ DC และความเข้ากันได้แบบกัด-ฝังของ Honda มุ่งเป้าไปที่อุปสรรคเหล่านี้ โดยเฉพาะด้านการติดตั้งและบำรุงรักษา แต่ปัญหามาตรฐานไม่ใช่เรื่องที่ผู้ผลิตรายเดียวจะข้ามผ่านได้ด้วยกำลังของตนเอง

มุมมองจากระยะยาว

เมื่อก่อนถ้าพูดถึงโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จ สิ่งเดียวที่นึกถึงคือ รถที่เสียบปลั๊กเข้ากับตู้ที่ติดตั้งอยู่ที่จุดจอด วันนี้ภาพรวมมีความหลากหลายมากขึ้นเป็นชั้นๆ การชาร์จที่บ้าน เครือข่ายชาร์จเร็ว และตอนนี้คือถนนเองด้วย งานวิจัย DWPT ของ Honda และ Taisei เป็นตัวอย่างที่สมบูรณ์ที่สุดของสำนักที่พยายามแก้ปัญหาความกังวลเรื่องระยะทางด้วยการทำให้โครงสร้างพื้นฐานฉลาดขึ้น แทนที่จะทำให้แบตเตอรี่ใหญ่ขึ้น การทดสอบที่ Tateyama ในปี 2027 จะเป็นการทดสอบสู่สาธารณะครั้งแรกที่วัดระยะห่างระหว่างคำสัญญากับความเป็นจริงของเทคโนโลยีนี้ ผมมีความหวังแต่ก็ระมัดระวัง: ฟิสิกส์อนุญาต แต่การทดสอบที่แท้จริงคือด้านเศรษฐกิจ

แหล่งอ้างอิง

• Honda Develops Underlaying Technology for In-motion Wireless Charging of EVs, Including Large Commercial Vehicles
• Honda, Taisei Jointly Develop Wireless EV Charging System
• Wireless Electric Vehicle Charging Market
• Wireless charging: The roads where electric vehicles never need to plug in
• Comparing efficiency: Wireless EV charging vs. plug-in
• Challenges and Barriers of Wireless Charging
• Purdue Engineers successfully test dynamic wireless power transfer on a U.S. highway
• Wireless charging roadway