Đường sạc không dây động của Honda thay đổi việc lái xe điện như thế nào?

Con đường sạc không dây động là ý tưởng cơ sở hạ tầng hướng đến việc sạc xe điện ngay trong khi người lái vẫn đang cầm lái: các cuộn dây phát nhúng trong mặt đường truyền năng lượng đến xe đang di chuyển bằng cảm ứng điện từ. Hệ thống do Honda R&D và Taisei Corporation cùng phát triển là một dự án kỹ thuật cụ thể, hướng đến việc đưa ý tưởng này đến cả các phương tiện thương mại cỡ lớn. Khi đi vào chi tiết, các vấn đề của công nghệ này cũng đáng chú ý không kém lời hứa của nó: tổn thất hiệu suất, chi phí trên mỗi kilômét đường và sự thiếu hụt tiêu chuẩn.

Sạc khi đang chạy trên đường hoạt động như thế nào?

Vật lý cơ bản giống nguyên lý máy biến áp cũ: dòng điện xoay chiều chạy qua một cuộn dây tạo ra từ trường biến thiên, và cuộn dây thứ hai nằm trong từ trường này nhận năng lượng từ không trung. Trong sạc không dây tĩnh, xe dừng lại và đỗ lên tấm cảm biến; trong phiên bản động, tức DWPT (Dynamic Wireless Power Transfer - truyền năng lượng không dây động), quá trình truyền tương tự diễn ra khi xe đang chạy ở tốc độ cao tốc. Các đơn vị phát nhúng vào thân đường truyền năng lượng đến xe chạy qua; đơn vị thu gắn trên xe thu nhận năng lượng này và chuyển vào pin.

Thuật ngữ được thiết lập trong thông cáo của Honda như sau: các đơn vị phát phía đường được gọi là GA (ground assembly - cụm mặt đất), còn đơn vị thu trên xe là VA (vehicle assembly - cụm xe). Việc xe không cần phải dừng lại để sạc tóm tắt toàn bộ sức hấp dẫn của công nghệ này. Vì gốc rễ của nỗi lo quãng đường là các lần dừng sạc, mọi giải pháp giảm thiểu các lần dừng đều nhắm trực tiếp vào nỗi lo này.

Giải phẫu hệ thống của Honda và Taisei

Honda đã làm việc trên DWPT từ năm 2021; nghiên cứu chung với Taisei và Taisei Rotec bắt đầu vào năm 2025. Hệ thống được công bố gồm ba thành phần chính: hệ thống nguồn DC đặt trên mặt đất do Taisei phát triển, hệ thống GA dựa trên phân phối DC và đơn vị thu VA gắn trên xe. Điểm khác biệt nằm ở đây: nhiều đơn vị phát được kết nối với nhau bằng liên kết DC bên trong đường.

Cấu trúc này mang đến một điều chưa từng có trên thế giới: mỗi đơn vị GA hợp nhất bộ biến tần và cuộn dây trong một đơn vị DWPT duy nhất. Điều này đơn giản hóa phần đấu dây trong phần nhúng, giảm số lượng thành phần và công sức lắp ráp. Là người theo dõi ngành này hơn ba mươi năm, tôi xin nói điều này: ý tưởng sạc không dây không mới, điều mới là việc logic lắp ráp được xem một cách nghiêm túc. Trước đây, các dự án tương tự phần lớn chỉ dừng lại ở trình diễn trong phòng thí nghiệm; ở đây, phương pháp phay-nhúng hướng đến khả năng tương thích với mặt đường hiện có. Khối nhúng và kết cấu mặt đường được thiết kế để chịu được lưu thông xe thương mại lớn với tổng tải trọng khoảng 20 tấn. Hệ thống cũng bao gồm các biện pháp đối phó với những không đều trên bề mặt đường đã được phay. Những chi tiết này tuy trông nhàm chán nhưng chính chúng mới là yếu tố quyết định liệu công nghệ có trụ vững trên đường hay không.

Chương trình thử nghiệm: Từ phòng thí nghiệm ra đường công cộng

Hành trình của hệ thống cho đến nay như sau:

1. Kết cấu mặt đường và phương pháp thi công đã được xác nhận trên đường thử T-FIELD/SATTE.
2. Vào cuối năm 2026, một đường thử mới sẽ được xây dựng tại cơ sở T-FIELD/TAMRA của Taisei; các thử nghiệm độ bền với xe thực tế tương đương 1 triệu lượt tải bánh xe dựa trên tải 49 kN mỗi bánh, các thử nghiệm hiệu năng DWPT và đánh giá các biện pháp chống rò rỉ trường điện từ sẽ được thực hiện.
3. Vào năm tài chính 2027 của Nhật Bản, các thử nghiệm trình diễn trên đường công cộng sẽ bắt đầu trong khuôn khổ Dự án Tateyama được thực hiện trên Tuyến cao tốc Tateyama của NEXCO East tại Chiba; mục tiêu là xác nhận truyền điện đáng tin cậy ở tốc độ cao.

Công nghệ sẽ được trưng bày tại Japan Mobility Show Bizweek (13-16 tháng 10 năm 2026, Makuhari Messe) và ITS World Congress 2026 tại Gangneung (19-23 tháng 10). Honda, theo hướng mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2050, đang tiếp tục các công việc về hạ tầng bao gồm cả mạng lưới sạc Honda Charge; DWPT có thể được coi là mảng phía đường của nỗ lực này.

Hiệu suất: Điểm yếu của sạc không dây nằm ở đâu?

Vấn đề hiệu suất trong truyền tải không dây là chủ đề được thảo luận nhiều nhất trong ngành. Các con số thay đổi tùy theo phương pháp nhận biết và đo lường: đối với sạc không dây tĩnh, dải hiệu suất 88-93% và mức tương đương với sạc có dây Level 2 được đưa ra; ngược lại, dải 60-80% bị tổn thất dưới dạng nhiệt ở các bộ sạc không dây điển hình cũng được lưu truyền. Một so sánh phổ biến khác đưa sạc không dây tĩnh ở khoảng 85% so với 94% của sạc có dây. Nói ngắn gọn, sạc có dây vẫn dẫn trước, nhưng khoảng cách có thể thu hẹp tùy theo chất lượng hệ thống.

Trong hệ thống động, bức tranh còn phức tạp hơn, vì hiệu suất chênh lệch lớn tùy theo sự thẳng hàng của cuộn cảm và phương tiện. Khi mật độ phương tiện thấp, việc tất cả các đơn vị trên đường ở trạng thái chờ chủ động có thể chuyển thành lãng phí năng lượng; các nghiên cứu học thuật cho biết hiệu suất từ cuộn này sang cuộn khác trong các hệ thống cấu hình dài có thể giảm xuống còn 8,91%. Nói cách khác, bảng thành tích thực sự của công nghệ sẽ được đo không phải trong điều kiện trình diễn tốt nhất, mà vào lúc nửa đêm khi giao thông thưa thớt.

Chi phí và hạ tầng: Câu hỏi lớn chưa có lời giải

Chi phí lắp đặt đường sạc không dây khoảng 1,2 triệu đô la mỗi dặm; chi phí bộ thu trên mỗi phương tiện được tính khoảng 1.000 đô la. Yêu cầu đầu tư khoảng 167 triệu euro cho các làn sạc động cũng được đưa ra. Ngay cả Honda cũng thừa nhận rằng nền kinh tế cần được đánh giá bằng cách so sánh với hạ tầng sạc nhanh truyền thống - đây là một thừa nhận thận trọng bằng chính miệng nhà sản xuất.

Bài toán ở phía tầm hoạt động thì lạc quan hơn: thậm chí còn có những tuyên bố cho rằng việc chỉ lắp đặt trên khoảng 1,6% tổng chiều dài đường, tức là tại các ngã tư, điểm dừng và khu vực bốc dỡ hàng, có thể mang lại phạm vi hoạt động gần như không giới hạn. Nếu tuyên bố này được xác minh là đúng, thay vì nhìn vào tổng chi phí, việc lựa chọn làn đường sẽ trở thành chiến lược. Tuy vậy, những người ủng hộ phương án sạc có dây cho rằng, đặc biệt đối với giao thông công cộng, việc sử dụng pantograph có vẻ hợp lý hơn về mặt chi phí, trong khi chi phí vật liệu của sạc không dây động là quá cao. Cấu trúc phay-cài của Honda cũng là một câu trả lời cho khó khăn bảo trì thiết bị được cài trong đường; hệ thống hướng đến việc được tích hợp vào các công tác tái tạo mặt đường định kỳ. Logic này là đúng: nhựa đường vốn đã được tái tạo theo chu kỳ nhất định, nếu việc cài đặt cuộn cảm trở thành một phần của công việc này thì hạng mục công việc bổ sung sẽ thu hẹp lại.

Tại Sao Xe Tải và Đội Xe Trước Tiên?

Honda nhắm đến ngành logistics và vận tải làm lĩnh vực ứng dụng thực tiễn đầu tiên, và lý do cho điều này rất vững chắc: trong các đội xe thương mại, mỗi lần dừng sạc đều là chi phí vận hành trực tiếp. Sạc khi đang di chuyển giúp giảm bớt gánh nặng cơ bản của các nhà khai thác đội xe. Việc mục tiêu công suất 150 kW tập trung vào xe thương mại cỡ lớn cũng là một phần của chiến lược này; pin của xe tải không nhỏ, nếu không sạc trên đường thì bài toán phạm vi sẽ phải giải quyết bằng những cục pin cồng kềnh, đồng nghĩa với trọng lượng và chi phí cao hơn cho mỗi xe.

Đây không chỉ là luận điểm của riêng Honda. Lĩnh vực này cũng không chỉ riêng Nhật Bản: các kỹ sư Đại học Purdue đã thử nghiệm thành công truyền tải điện không dây động trên một xa lộ; tại Michigan, một làn sạc cảm ứng dài một phần tư dặm đã được xây dựng, và Detroit sở hữu tuyến đường điện sạc không dây đầu tiên của Hoa Kỳ. Trước đây, những dự án kiểu này chỉ nằm trong các hồ sơ ý tưởng tương lai; giờ đây chúng đang đi xuống dưới lớp nhựa đường thực sự.

Những Rào Cản Trước Sự Lan Rộng

• Chuẩn hóa: Chưa có xe điện nào đi kèm sạc không dây như tiêu chuẩn; thiết bị sạc không dây công cộng ít đến mức gần như không có. Việc Trung Quốc chuẩn bị nền tảng cho các tiêu chuẩn sạc EV không dây cho thấy quá trình chuẩn hóa đã bắt đầu.
• Chi phí đầu tư: Các con số trên mỗi km đường đã được liệt kê ở trên; không có nhà nước hay đơn vị vận hành xa lộ thì số tiền này sẽ không được ai chi ra.
• Rào cản kỹ thuật: Hệ số ghép thấp và các tấm phát điện lệch vị trí làm giảm hiệu suất; trong khi bảo trì thiết bị cài trong đường vốn dĩ là điều khó khăn.
• Quy trình thi công đường: Trừ khi công nghệ được gắn với các đợt tái tạo mặt đường định kỳ, việc đào đường riêng lẻ sẽ phá vỡ tính kinh tế.

Cách tiếp cận phân phối DC của Honda và sự tương thích với phương pháp phay-cài đang nhắm vào đặc biệt khâu lắp đặt và bảo trì trong số những rào cản này. Tuy nhiên, vấn đề tiêu chuẩn không phải là điều mà sức mạnh của một nhà sản xuất duy nhất có thể vượt qua.

Một Đánh Giá Từ Góc Nhìn Dài Hạn

Trước đây, khi nhắc đến hạ tầng sạc, người ta chỉ nghĩ đến một thứ duy nhất: một chiếc xe cắm phích vào cabin lắp tại điểm dừng. Ngày nay, bức tranh đang trở nên nhiều lớp; sạc tại nhà, các mạng sạc nhanh và giờ đây là chính con đường ấy. Nghiên cứu DWPT của Honda và Taisei là ví dụ trưởng thành nhất của trường phái giải quyết nỗi lo phạm vi không phải bằng cách phóng to pin, mà bằng cách làm cho cơ sở hạ tầng trở nên thông minh hơn. Các thử nghiệm Tateyama vào năm 2027 sẽ là kỳ thi công khai đầu tiên đo khoảng cách giữa lời hứa và thực tế của công nghệ này. Tôi lạc quan nhưng giữ thái độ dè dặt: vật lý cho phép, kỳ thi thực sự nằm ở mặt kinh tế.

Nguồn tham khảo

• 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