Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sạc nhanh cấp độ 3 trên xe điện

Khi sử dụng trạm sạc Cấp độ 3 (sạc nhanh DC), thời gian trung bình để sạc đầy một chiếc ô tô điện cỡ trung bình (pin 65kW) nằm trong khoảng từ 17 đến 52 phút. Tuy nhiên, có nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến tốc độ sạc. Việc hiểu rõ những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sạc nhanh cấp độ 3 trên xe điện sẽ giúp người dùng tối ưu thời gian sạc, kéo dài tuổi thọ pin và đảm bảo hiệu suất vận hành ổn định. Bài viết sẽ phân tích chi tiết từng yếu tố để bạn nắm rõ hơn.

1. Tổng quan về cấp độ sạc

Sạc xe điện có 3 cấp độ: Cấp độ 1, Cấp độ 2 và Cấp độ 3 liên quan đến tốc độ sạc. Sạc Cấp độ 3, còn được gọi là sạc nhanh DC, là cách nhanh nhất để sạc EV, sạc đầy hầu hết các loại xe chỉ trong vài chục phút thay vì mất nhiều giờ so với sạc AC thông thường.

Sạc Cấp độ 3 cung cấp nhiều năng lượng hơn , nhanh hơn, lý tưởng cho những địa điểm như trạm xăng hoặc trạm dừng nghỉ trên đường cao tốc. Với nguồn điện áp cao cần thiết để hoạt động, bộ sạc Cấp độ 3 thường không được lắp đặt ở những nơi dân cư, chúng phù hợp hơn nhiều với những địa điểm thương mại có nguồn điện đủ mạnh.

2. Thời gian sạc của trạm sạc nhanh DC Cấp độ 3

*Thời gian sạc pin ước tính từ mức 20% đến 80% (SoC). Chỉ mang tính minh họa: không phản ánh thời gian sạc chính xác, một số xe sẽ không thể xử lý một số nguồn điện đầu vào nhất định hoặc không hỗ trợ sạc nhanh.

3. Hoạt động của trạm sạc nhanh DC và các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sạc

Trong khi trạm sạc Cấp độ 1 và Cấp độ 2 cung cấp Dòng điện xoay chiều (AC), trạm Cấp độ 3 cung cấp Dòng điện một chiều (DC).

Sự khác biệt giữa nguồn điện AC so với nguồn điện DC

Có hai loại dòng điện có thể cung cấp năng lượng cho EV: dòng điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC). Tất cả các loại pin, bao gồm cả pin xe điện đều sử dụng DC để lưu trữ năng lượng. Tuy nhiên, nguồn điện từ lưới điện về bản chất là AC. Vì vậy, để sạc EV, AC từ lưới điện cần được chuyển đổi thành DC cho pin. Điều này được thực hiện bằng bộ chuyển đổi AC/DC.

Sự khác biệt chính giữa sạc Cấp độ 3 (DC) so với sạc Cấp độ 1 và 2 (AC) là nơi diễn ra quá trình chuyển đổi. Bộ sạc Cấp độ 3 chuyển đổi AC thành DC bên trong trạm sạc, cho phép nguồn điện DC chảy trực tiếp từ trạm sạc vào pin của EV.

Với nhiều không gian hơn để chứa các bộ chuyển đổi lớn hơn, bộ sạc DC có thể chuyển đổi dòng điện ở mức công suất cao hơn nhiều và truyền tải rất nhanh. Do đó, các trạm DC có thể cung cấp công suất tới 350 kW, một số mẫu cho phép công suất lên tới 400 kW và sạc đầy EV trong vài phút (nếu xe có thể nhận được mức công suất đó).

Mặt khác, bộ sạc Cấp độ 1 và 2 cung cấp AC vào EV, sau đó được chuyển đổi thành DC thông qua bộ sạc tích hợp trong EV. Do không gian hạn chế bên trong xe, kích thước bộ sạc và công suất tối đa cũng bị hạn chế. Đó là lý do tại sao công suất đầu ra tối đa của bộ sạc Cấp độ 2 (AC) thường là 7,4 kW, 11 kW hoặc 22 kW.

Những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sạc

Có nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến tốc độ sạc, nhưng chủ yếu phụ thuộc vào công suất đầu ra của trạm sạc, loại xe, loại pin, mức sạc của pin và nhiệt độ.

• Công suất đầu ra của trạm sạc

Các trạm sạc DC sạc nhanh hơn các trạm sạc AC vì chúng có bộ chuyển đổi AC/DC tích hợp. Tuy nhiên, không phải mọi trạm sạc DC (trạm sạc Cấp độ 3) đều giống nhau. Công suất đầu ra sạc DC bắt đầu ở mức 50 kW. Tuy nhiên, ngày nay, chúng không được coi là nhanh như khi chúng mới ra mắt. Ngày nay, chúng ta thường thấy các bộ sạc nhanh có công suất đầu ra tối đa là 150 kW hoặc 200 kW và trong một số trường hợp là 300 kW, 350 kW hoặc thậm chí cao hơn.

• Công suất đầu ra của trạm sạc

Các trạm sạc DC sạc nhanh hơn các trạm sạc AC vì chúng có bộ chuyển đổi AC/DC tích hợp. Tuy nhiên, không phải mọi trạm sạc DC (trạm sạc Cấp độ 3) đều giống nhau. Công suất đầu ra sạc DC bắt đầu ở mức 50 kW. Tuy nhiên, ngày nay, chúng không được coi là nhanh như khi chúng mới ra mắt. Ngày nay, chúng ta thường thấy các bộ sạc nhanh có công suất đầu ra tối đa là 150 kW hoặc 200 kW và trong một số trường hợp là 300 kW, 350 kW hoặc thậm chí cao hơn.

• Loại xe và loại pin của xe

Trong khi công suất đầu ra của trạm sạc là yếu tố quan trọng quyết định thời gian sạc, thì bản thân chiếc xe mới là yếu tố quyết định cuối cùng. Ngay cả khi trạm sạc có thể cung cấp tới 350 kW, thì khả năng sạc tối đa của xe sẽ là yếu tố hạn chế lượng điện mà xe thực sự có thể tiếp nhận. Khi thiết kế xe điện, các nhà sản xuất xe đưa ra nhiều lựa chọn liên quan đến kích thước, trọng lượng, hiệu suất và tuổi thọ của pin mà họ sử dụng. Hãy cùng xem những quyết định này tác động như thế nào đến thời gian sạc DC.

Theo nguyên tắc chung, bộ pin càng lớn thì tốc độ sạc càng nhanh. Một chiếc ô tô điện nhỏ có thể hỗ trợ sạc tới 50 kW, trong khi xe tải hoặc xe buýt có thể có công suất sạc 300 kW. Một số thương hiệu và kiểu xe điện nhất định hỗ trợ nhiều công suất hơn và do đó có công suất sạc cao hơn những loại khác. Ví dụ, Tesla Model 3 tầm xa có công suất sạc nhanh là 250 kW, trong khi Fiat 500e phổ biến hơn chỉ hỗ trợ tới 85 kW.

Giả sử: chiếc Tesla Model 3 tầm xa, có công suất sạc nhanh 250 kW, cắm vào trạm sạc DC có công suất đầu ra tối đa là 300 kW. Chiếc Tesla đó có thể nhận được công suất đầu ra 250 kW từ trạm. Tuy nhiên, nó sẽ không nhận được thêm 50 kW vì chiếc xe không có khả năng nhận được. Cũng vì lý do tương tự, nếu chiếc Fiat 500e đến cùng trạm sạc đó, nó có thể sạc nhanh tại trạm sạc 300 kW, tuy nhiên nó sẽ chỉ nhận được 85 kW.

Bất kể trạm sạc có mạnh đến đâu thì khả năng sạc của xe điện cũng quyết định lượng kW mà nó có thể tiếp nhận và theo logic đó, trạm sạc phải có khả năng cung cấp lượng kW đó.

Vậy, điều gì sẽ xảy ra nếu chiếc Tesla có khả năng sạc nhanh 250 kW cắm vào bộ sạc 50 kW? Nó sẽ chỉ nhận được 50 kW.

• Sạc đồng thời nhiều xe điện

Hầu hết các bộ sạc Cấp độ 3 đều có nhiều hơn một cổng sạc cho mỗi trạm. Ví dụ, bạn dừng ở trạm sạc Cấp độ 3 có công suất đầu ra tối đa 200 kW và có hai cổng sạc. Nếu chỉ có một cổng được sử dụng và xe của bạn hỗ trợ sạc 200kW, bạn có thể tận dụng toàn bộ 200 kW để sạc EV của mình.

Nhờ công nghệ sạc thông minh, nếu một xe khác cắm vào cổng còn lại, công suất đầu ra tối đa của trạm sạc sẽ được chia đều cho mỗi cổng, trong trường hợp này, tối đa là 100 kW cho mỗi cổng, giả sử cả hai xe đều có thể sạc.

Nhiều người không nhận ra rằng công suất đầu ra tối đa là công suất đầu ra tối đa của trạm chứ không nhất thiết là công suất đầu ra tối đa cho mỗi cổng sạc.

Ví dụ:

Hãy tưởng tượng cùng một chiếc Tesla 3 và Fiat 500e đi đến trạm sạc Cấp độ 3 với công suất đầu ra tối đa là 350kW. Cả hai đều có thể sạc ở tốc độ tối đa cùng lúc vì Tesla có khả năng sạc 250 kW và Fiat là 85 kW. Tuy nhiên, nếu hai chiếc Tesla Model 3 cắm vào trạm sạc 350 kW đó, mỗi chiếc sẽ chỉ có thể tiếp cận được 175 kW vì trạm không có khả năng cung cấp 250 kW cho mỗi xe cùng một lúc.

Mẹo: Nếu có nhiều bộ sạc Cấp độ 3 và bạn cần sạc nhanh. Hãy kết nối với bộ sạc Cấp độ 3 chưa được sử dụng. Theo cách này, bạn có thể tránh chia sẻ công suất đầu ra tối đa của trạm và được hưởng lợi từ thời gian sạc nhanh nhất.

• Nhiệt độ

Nhiệt độ cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tốc độ sạc. Các cell pin hoạt động hiệu quả nhất ở nhiệt độ 20-25°C (68-77°F), nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất của chúng và thường cần làm mát hoặc sưởi ấm để duy trì hiệu suất tối ưu.

Sạc pin vào ngày rất nóng hoặc rất lạnh, hoặc sau một chặng đường dài lái xe trên đường cao tốc sẽ ảnh hưởng đến nhiệt độ của pin và yêu cầu hệ thống quản lý pin (BMS) của xe phải giảm công suất đầu vào để bảo vệ pin, do đó làm giảm tốc độ sạc.

Tương tự như vậy, khi pin cần làm mát hoặc làm nóng, lượng điện năng dùng để sạc pin sẽ giảm đi vì một phần điện năng được chuyển hướng để cung cấp năng lượng cho việc làm nóng hoặc làm mát cho pin.

• Trạng thái sạc (SoC)

Mức sạc của pin liên quan đến tổng dung lượng của nó được gọi là trạng thái sạc (SoC) và cũng ảnh hưởng đến thời gian sạc.

Để bảo vệ pin và ngăn ngừa quá nhiệt, quá trình sạc sẽ chậm lại đáng kể khi pin gần đầy. Đó là lý do tại sao sạc nhanh DC hiệu quả nhất trong khoảng từ 0 đến 80 phần trăm. Sạc 20 phần trăm pin còn lại có thể mất khoảng thời gian tương đương với thời gian sạc 80 phần trăm đầu tiên, vì vậy thường hiệu quả hơn khi sạc đầy 80 phần trăm thường xuyên hơn là sạc đầy pin một lần.

Trên đây là toàn bộ thông tin về chủ đề: Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sạc nhanh cấp độ 3 trên xe điện mà trung tâm VATC gửi đến bạn. Hy vọng bài viết này sẽ giúp ích cho bạn trong quá trình học tập hay sửa chữa thực tế trên xe ô tô.

Nếu bạn có đang đam mê hoặc muốn tìm hiểu về các khóa học trong ngành ô tô thì liên hệ ngay với trung tâm VATC theo thông tin dưới đây để được tư vấn chi tiết nhất nhé!

Trung Tâm Huấn Luyện Kỹ Thuật Ô Tô Việt Nam – VATC

• Địa chỉ: Số 4-6, Đường số 4, Phường Hiệp Bình Phước, Thành Phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh
• Điện thoại: 0945711717
• Email: info@oto.edu.vn

Xem thêm:

• Tổng hợp kiến thức ô tô hay nhất tại VATC
• Các khoá đào tạo nghề ô tô chất lượng nhất thị trường