Công nghệ giúp xe buýt điện sạc pin bằng bánh

Winduction, công ty khởi nghiệp của Thụy Sĩ, phát triển công nghệ cho phép xe buýt điện sạc pin trực tiếp qua bánh xe mà không cần dây cáp. Khi xe dừng đúng vị trí, năng lượng từ tấm sạc dưới mặt đường được truyền tới bộ phận nhận điện tích hợp trong lốp, sau đó đưa vào pin.

Công ty cho biết hiệu suất truyền năng lượng từ mặt đường tới xe đạt hơn 90%, đồng nghĩa chưa đến 10% điện năng bị thất thoát. Công nghệ hướng tới việc giảm kích thước bộ pin trên xe buýt điện nhờ phương tiện có thể liên tục bổ sung năng lượng tại các điểm dừng trong ngày.

Xe buýt Winduction thử nghiệm sạc pin bằng bánh sau. (Ảnh: Winduction)

Các hệ thống sạc không dây cho xe điện hiện nay thường sử dụng một cuộn dây đặt dưới mặt đường và cuộn khác bên dưới thân xe. Khoảng cách giữa hai cuộn dây ảnh hưởng đến hiệu quả truyền năng lượng và có thể thay đổi tùy thiết kế phương tiện.

Winduction giải quyết vấn đề bằng cách đưa cuộn dây nhận điện xuống bánh xe, vị trí gần mặt đường hơn.

“Bộ phận duy nhất luôn tiếp xúc với mặt đất trên mọi phương tiện là bánh xe”, chuyên viên công nghệ Sylvan Fricker tại Winduction, cho biết.

Tấm sạc đặt dưới mặt đường được kết nối với lưới điện và tạo ra từ trường. Khi xe buýt dừng phía trên, các cuộn dây tích hợp trong lốp tiếp nhận năng lượng rồi truyền tới pin. Fricker cho biết việc đưa cuộn dây vào bánh xe giúp rút ngắn đáng kể khoảng cách truyền điện giữa mặt đường và khung xe.

Tuy nhiên, việc tích hợp cuộn dây vào lốp đặt ra thách thức khác. Lốp xe buýt thông thường sử dụng đai thép để tăng độ ổn định, nhưng vật liệu này tương tác với từ trường và khiến một phần năng lượng chuyển thành nhiệt.

Winduction vì vậy đang hợp tác với các đối tác phát triển loại lốp hoàn toàn mới không sử dụng thép. CEO Laurin Schwitter cho biết loại lốp đặc biệt này đắt hơn lốp thông thường, nhưng chi phí tăng thêm dự kiến không đáng kể so với tổng chi phí vận hành.

Khả năng sạc nhiều lần trong ngày có thể giúp xe sử dụng bộ pin nhỏ hơn, qua đó giảm giá thành và trọng lượng phương tiện, cũng như dành thêm tải trọng cho hành khách.

Winduction đang cùng các công ty vận tải đánh giá hiệu quả kinh tế của công nghệ dựa trên nhiều yếu tố như giá mua xe, điện năng, bảo trì, hạ tầng, nhân sự và chi phí tài chính. Mức tiết kiệm cụ thể sẽ phụ thuộc vào đặc điểm từng tuyến.

Lấy ví dụ tuyến xe buýt giữa sân bay Zurich và khu vực Zurich Oerlikon, Winduction tính toán chỉ cần lắp tấm sạc tại 2 trong số 24 điểm dừng.

Trong 16 giờ hoạt động mỗi ngày, những lần dừng tại hai trạm này có thể giúp mỗi xe tích lũy tổng cộng khoảng ba giờ sạc. Trong khi đó, xe buýt điện hiện nay trên tuyến phải tập trung tại depot để sạc khoảng năm giờ vào ban đêm.

Phân bổ việc sạc thành nhiều khoảng thời gian trong ngày có thể giảm số lượng xe cùng lấy điện từ lưới vào một thời điểm. Cách này cũng giúp tận dụng nguồn điện mặt trời được sản xuất vào ban ngày.

Winduction đang xây dựng hạ tầng thử nghiệm tại Winterthur, thành phố nổi tiếng với không gian xanh ở phía bắc Thụy Sĩ, gồm phòng thí nghiệm và một điểm dừng dành riêng cho thử nghiệm sạc.

Giai đoạn tiếp theo, công ty sẽ tích hợp các bộ phận thành hệ thống gần với cấu hình sản phẩm thương mại trước khi thử nghiệm một xe buýt cải tạo trên đường bên ngoài cơ sở.

Công ty dự kiến triển khai thử nghiệm đầu tiên có chở hành khách vào năm 2028.