Tại Triển lãm Di động Nhật Bản (Japan Mobility Show), triển lãm ô tô lớn nhất nước này diễn ra hồi đầu tháng 11, có ít gian hàng trưng bày xe điện tiên tiến hơn so với triển lãm diễn ra năm 2023.Điều này phản ánh sự suy giảm doanh số bán xe điện (EV) trên toàn cầu. Tuy nhiên, DENSO, một nhà sản xuất phụ tùng ô tô lớn đã phát triển một bộ thu tích hợp cho công nghệ sạc không dây sạc ngay khi đang lái xe ô tô điện và giới thiệu tại triển lãm vừa qua.
Hồi tháng 9/2024, công ty này đã tiến hành chạy thử nghiệm trên đường ray tốc độ thấp tại trụ sở chính ở Kariya, tỉnh Aichi. Trong suốt 50 giờ, xe thử nghiệm đã vừa chạy vừa sạc, di chuyển thành công 500 km mà không bị gián đoạn.
Truyền điện không dây là công nghệ truyền điện qua không khí bằng cảm ứng điện từ hoặc sóng điện từ, loại bỏ yêu cầu sử dụng cáp sạc. Công nghệ này đã được sử dụng trong các thiết bị như điện thoại thông minh. Khi áp dụng cho xe điện, khái niệm sạc không dây khi lái xe hướng đến việc truyền điện trực tiếp từ đường đến xe khi chúng di chuyển.
Theo DENSO, dung lượng pin của xe gần như không thay đổi trước và sau thử nghiệm. Dựa trên kết quả này, ông Osugi Takuya, quản lý bộ phận R&D của công ty bày tỏ lạc quan, “với công nghệ sạc không dây khi lái xe, về mặt lý thuyết, xe có thể tiếp tục chạy vô thời hạn”.
Thách thức về cơ sở hạ tầng đường bộ
Thực tế, để triển khai thực tế, độ bền, khả năng xây dựng và bảo trì của cơ sở hạ tầng đường bộ có vai trò quan trọng. Tập đoàn xây dựng Taisei đang thực hiện dự án các con đường với bộ truyền tải điện được nhúng sâu hơn 100 mm, sử dụng các thành phần được thiết kế để giảm thiểu thiệt hại và giảm nguy cơ hư hỏng khi triển khai sạc không dây cho xe điện. Các bài kiểm tra độ bền hiện đang được tiến hành.
Theo Endo Tetsuo, trưởng nhóm Phát triển Công nghệ Tiên tiến tại công ty Taisei, dựa trên mức độ biến dạng và hư hỏng được quan sát trên mặt đường cho đến nay, có thể những con đường này sẽ đảm bảo độ bền trong khoảng 10 năm, ngay cả với lưu lượng xe hạng nặng lưu thông trên đường cao tốc.
Tập đoàn Taisei đã xây dựng một con đường mẫu tại trung tâm R&D của họ ở thành phố Tamura, tỉnh Fukushima. Trong một thí nghiệm chứng minh, công ty đã thí nghiệm một chiếc xe điện kéo một chiếc xe đẩy được trang bị thiết bị thu tín hiệu phía sau. Ngay cả ở tốc độ 60 km/h, hệ thống vẫn đạt hiệu suất truyền tải điện trung bình 66%.
Hiện nhiều công ty đang theo đuổi công nghệ sạc không dây khi lái xe, cho thấy tiềm năng của công nghệ này trong việc giải quyết những hạn chế hiện tại của xe điện.
Phạm vi hoạt động mỗi lần sạc vốn là thước đo quan trọng để đánh giá khả năng cạnh tranh của các dòng xe điện. Các nhà sản xuất ô tô đã tìm cách tăng dung lượng pin. Tuy nhiên, pin phụ thuộc vào các kim loại hiếm như lithium và coban. Dung lượng lớn hơn cũng làm tăng cả chi phí lẫn trọng lượng pin. Vì thế, nếu xe điện có thể sạc trong khi di chuyển, người lái sẽ không còn lo hết điện. Từ đó, pin xe có thể nhỏ hơn, giá xe rẻ hơn và hiệu suất hoạt động hiệu quả hơn, nghĩa là hiệu quả toàn vẹn cho cả người tiêu dùng và nhà sản xuất.
Thách thức chi phí
Tuy vậy, một thách thức đặt ra là việc lắp đặt hệ thống truyền tải điện trên toàn bộ đường sá khắp Nhật Bản sẽ cực kỳ tốn kém. Để giải quyết vấn đề này, PGS Honma Yudai tại ĐH Tokyo đã sử dụng một kỹ thuật tối ưu hóa toán học, gọi là nghiên cứu hoạt động để xác định cách bố trí hiệu quả nhất. Tại thành phố Kawagoe , tỉnh Saitama, với tổng chiều dài đường bộ khoảng 150 km, phân tích của PGS Honma cho thấy chỉ cần lắp đặt máy phát trên 1,6% đường bộ (khoảng 2,4 km) là đủ.
Ông lưu ý rằng, bằng cách đặt các máy phát một cách có chủ đích trên những tuyến đường có tình trạng tắc nghẽn giao thông nghiêm trọng hoặc nhiều đèn đỏ, xe điện có thể tiếp tục chạy mà không cần dừng lại ở các trạm sạc.
Đối với đường cao tốc, nghiên cứu của ông ước tính, trên đường cao tốc Tohoku dài khoảng 680 km, việc trang bị chỉ 50 km (7%) theo một hướng sẽ cho phép hơn 95% phương tiện đến đích an toàn.
Cạnh tranh toàn cầu
Hiện các nước châu Âu đang dẫn đầu trong mảng sạc không dây khi lái xe, trong đó Pháp đang tiến hành thử nghiệm trên các xa lộ gần Paris. Nhật Bản cũng đang bắt kịp khi có nhiều sáng kiến mới. Dự án của Tập đoàn DAIHEN và Điện lực Kansai đã thử nghiệm công nghệ này trên xe buýt điện chở khách tham quan tại Triển lãm Expo 2025 Osaka, Kansai vừa qua.
Ông Tsuruta Yoshinori, Tổng Giám đốc Bộ phận Phát triển Công nghệ Sạc của DAIHEN, cho biết: “Chúng tôi theo dõi hiệu suất của thiết bị trong suốt thời gian trình diễn kéo dài 6 tháng và tìm cách cải thiện nó”. Công ty có kế hoạch thực hiện cuộc thử nghiệm thực địa khác trên các tuyến đường công cộng tại Osaka vào năm 2027 và cũng đang xem xét ứng dụng trên đường cao tốc.
Trước đó, vào tháng 6/2024, Liên minh Xe điện Không dây (Wireless EV Alliance) đã được thành lập tại Nhật Bản. Bao gồm các quan sát viên từ các bộ ngành trung ương và chính quyền địa phương, cùng các thành viên gồm 120 công ty và tổ chức. Liên minh sẽ nỗ lực tiến hành chuẩn hóa các thông số kỹ thuật của công nghệ sạc không dây.
Hiện các công ty Trung Quốc như CATL và BYD đang thống trị thị trường pin xe điện toàn cầu, còn các công ty Nhật Bản chiếm thị phần nhỏ. Theo báo Sankei, việc tiếp tục phụ thuộc vào Trung Quốc đối với một linh kiện xe điện quan trọng như pin sẽ trở thành rủi ro an ninh kinh tế nghiêm trọng khiến Nhật Bản phải đẩy nhanh quá trình phát triển công nghệ sạc không dây.