EN
Bộ sạc AC ngày nay hoạt động cùng với bộ chuyển đổi tích hợp trong xe điện để biến đổi dòng điện xoay chiều từ lưới điện thành dòng điện một chiều mà xe có thể sử dụng được. Tốc độ sạc của các bộ sạc này phụ thuộc vào ba yếu tố chính phối hợp với nhau: mức điện áp thường dao động từ 120 vôn đến 240 vôn, lượng dòng điện chạy qua thường từ 12 ampe đến 80 ampe, và cuối cùng là tổng công suất đầu ra được tính bằng kilowatt. Con số cuối cùng này được tính bằng cách nhân điện áp với dòng điện. Ví dụ, một bộ sạc 7,4 kW hoạt động ở mức 240 vôn với dòng điện 30 ampe. Bộ sạc này sạc nhanh gấp khoảng ba lần so với bộ sạc Level 1 cơ bản 1,4 kW mà hầu hết mọi người thường dùng, nghĩa là người lái xe sẽ dành ít thời gian hơn đáng kể để chờ sạc mỗi ngày.
| Tính năng | Bộ sạc cấp 1 | Bộ sạc cấp 2 |
|---|---|---|
| Điện áp | 120V | 208V–240V |
| Tốc độ sạc trung bình | 3–5 dặm/giờ | 15–30 dặm/giờ |
| Lắp đặt | Ổ cắm tiêu chuẩn | Yêu cầu mạch điện riêng biệt |
| Tốt nhất cho | Sử dụng khẩn cấp/thỉnh thoảng | Sạc hàng ngày tại nhà/nơi làm việc |
Bộ sạc cấp 2, có khả năng cung cấp đầu ra lên đến 19,2kW, là lựa chọn ưu tiên cho các lắp đặt tại nhà và nơi làm việc nhờ tốc độ sạc nhanh hơn. Trong khi cấp 1 vẫn phù hợp với các xe lai cắm sạc có pin nhỏ hơn hoặc sử dụng ít thường xuyên, tốc độ chậm của nó khiến nó không thực tế cho các xe điện hoàn toàn có cụm pin lớn hơn.
Nhiều biến số thường bị bỏ qua ảnh hưởng đến hiệu suất sạc thực tế:
Những yếu tố này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lựa chọn đúng thông số kỹ thuật của thiết bị sạc phù hợp với khả năng của xe và điều kiện môi trường.
Khi dung lượng pin xe điện ngày càng tăng từ khoảng 60kWh lên tới hơn 150kWh như hiện nay, công nghệ sạc AC cũng phải liên tục cải tiến để người dùng vẫn có thể sạc xe qua đêm tại nhà. Chúng ta đang thấy các thiết bị sạc AC ba pha 22kW ngày càng phổ biến hơn tại các địa điểm như tòa nhà văn phòng hay khu chung cư, nơi có không gian hạn chế. Các mẫu mới hiện nay được trang bị bộ nghịch lưu silicon carbide thay vì loại IGBT truyền thống, giúp giảm tổn thất năng lượng khoảng 40%. Điều này đồng nghĩa với việc tài xế có thể đi được quãng đường xa hơn và hệ thống cũng ít bị tích nhiệt hơn. Ngoài ra còn có một xu hướng khác đang diễn ra phía sau hậu trường, đó là khả năng sạc hai chiều đang ngày càng được áp dụng rộng rãi. Tính năng này cho phép xe điện có thể trả lại điện năng vào lưới điện khi cần thiết, hỗ trợ ổn định nguồn cung điện vào những khung giờ chiều cao điểm khi mọi người trở về nhà.
Với công nghệ IoT tích hợp sẵn, các bộ sạc AC giờ đây cho phép người dùng điều khiển chúng từ điện thoại thông qua ứng dụng. Người dùng thực sự có thể bắt đầu sạc, dừng bất kỳ lúc nào cần thiết, hoặc thậm chí cài đặt thời gian cụ thể để xe của họ được sạc. Khả năng quản lý sạc từ xa trở nên đặc biệt quan trọng khi muốn tận dụng giá điện ban đêm rẻ hơn, đồng thời giúp giảm áp lực lên mạng lưới điện trong những giờ cao điểm. Một số hệ thống tốt trên thị trường còn có thể xử lý chức năng cân bằng tải động. Điều này có nghĩa là các thiết bị sạc thông minh này phân bổ nhu cầu điện giữa nhiều xe điện hoặc các phần khác nhau trong hệ thống điện của gia đình. Nhờ đó tránh được tình trạng tiêu thụ quá nhiều điện cùng lúc, có thể dẫn đến nhảy cầu dao hoặc gây ra sự cố trong các khu dân cư cũng như bãi đậu xe tại doanh nghiệp nơi có nhiều xe điện muốn sạc cùng lúc suốt cả ngày.
Các bộ sạc thông minh kết nối thu thập dữ liệu về lượng điện mà xe tiêu thụ theo thời gian và sau đó đối chiếu thông tin đó với biểu giá điện của các công ty điện lực địa phương trong những khung giờ khác nhau của ngày. Các hệ thống này xác định thời điểm phù hợp để sạc dựa trên cả mức giá và thói quen sử dụng. Phần mềm điều khiển các thiết bị này sẽ ngày càng thông minh hơn khi người dùng sử dụng thường xuyên hơn, học hỏi từ các thói quen để duy trì tuổi thọ pin và giảm khoảng một phần tư chi phí điện so với việc sạc bất kỳ khi nào thuận tiện. Khi kết nối với các mạng lưới điện thông minh toàn thành phố, các bộ sạc này thực sự có thể đồng bộ với những thời điểm năng lượng sạch dồi dào nhất, ví dụ như những đợt tăng sản lượng điện mặt trời vào giữa trưa mà chúng ta thường thấy hiện nay. Sự phối hợp như vậy không chỉ giúp giảm lượng khí thải carbon mà còn tiết kiệm chi phí cùng lúc.
Khi nói đến các hệ thống sạc kết nối, bảo mật đóng vai trò rất quan trọng. Các thiết bị sạc chất lượng tốt sử dụng mã hóa TLS 1.3 cùng với các phương pháp xác thực đa yếu tố để giữ an toàn cho thông tin người dùng khỏi những con mắt tò mò và ngăn chặn việc truy cập trái phép. Việc cập nhật firmware cũng quan trọng không kém. Theo một nghiên cứu gần đây của NIST năm ngoái, khoảng hai phần ba các vấn đề an ninh mạng tại thiết bị cung cấp năng lượng cho xe điện xảy ra là do phần mềm không được cập nhật đúng cách. Đối với người dùng thông thường muốn sạc xe của mình, việc lựa chọn một hệ thống có thiết lập quyền riêng tư được tinh chỉnh kỹ càng cũng rất hợp lý. Những thiết lập này giúp giới hạn lượng thông tin cá nhân bị chia sẻ, đặc biệt là các thông tin như vị trí chính xác nơi người dùng sạc xe và chi tiết về tần suất sạc trong tuần.
Bộ sạc AC ngày nay giám sát mức điện áp, dòng điện và điều kiện tiếp địa theo thời gian thực để phát hiện các sự cố như chập mạch, lỗi tiếp địa hoặc rò rỉ điện. Khi có sự cố xảy ra, các hệ thống thông minh này ngắt nguồn gần như tức thì, nhanh hơn khoảng 20% so với các mẫu cũ, giúp giảm nguy cơ cháy nổ và bảo vệ xe cũng như trạm sạc khỏi hư hại. Việc sở hữu các tính năng phản ứng nhanh này tạo ra sự khác biệt lớn đối với những người cần sạc xe mà không phải giám sát liên tục.
Quản lý nhiệt hiệu quả đảm bảo hiệu suất ổn định trong quá trình sử dụng kéo dài. Các bộ sạc chất lượng cao sử dụng vỏ nhôm đúc ép và các linh kiện bên trong được phủ lớp gốm để chịu được nhiệt độ lên đến 158°F (70°C). Cảm biến nhiệt tích hợp giám sát mức nhiệt bên trong và tự động điều chỉnh tốc độ sạc để ngăn quá nhiệt, giảm 34% các sự cố liên quan đến nhiệt so với các thiết bị không có chức năng điều chỉnh.
Ngày nay, các nhà sản xuất thực sự quan tâm đến ngoại hình và không gian chiếm chỗ của sản phẩm. Họ đang sử dụng các vật liệu như nhôm phủ bột sơn tĩnh điện và polymer bề mặt mờ để chế tạo thiết bị sạc, vốn đã giảm đáng kể kích thước so với các mẫu năm 2020. Một số báo cáo ngành công nghiệp cho thấy chúng thực tế nhỏ hơn khoảng 40 phần trăm hiện nay. Điều thú vị là dù nhỏ gọn hơn nhiều, các thiết bị mới này vẫn giữ được hiệu suất mạnh mẽ với công suất đầu ra đầy đủ 7.4kW. Việc kết hợp giữa ngoại hình đẹp và hiệu năng ổn định dường như đang mang lại kết quả tốt đẹp cho tất cả các bên liên quan. Một nghiên cứu gần đây của Phòng Thí Nghiệm Năng Lượng Tái Tạo Quốc Gia năm 2024 cũng phát hiện thêm một điều: những người sống tại gia có xu hướng hài lòng hơn với các trạm sạc có thiết kế không quá nổi bật về mặt hình thức và chiếm ít không gian trong sân trước hoặc gara của họ.
Các trạm sạc hiện đại được thiết kế để hoạt động ổn định bất chấp mọi điều kiện thời tiết. Chúng được trang bị vỏ nhựa đạt tiêu chuẩn NEMA 4 để bảo vệ linh kiện bên trong, cùng các tiếp điểm bằng đồng không bị gỉ sét ngay cả khi tiếp xúc với không khí mặn hoặc cát bụi. Các thiết bị này hoạt động bình thường dù nhiệt độ xuống tới -22 độ Fahrenheit (khoảng -30 độ Celsius) hay tăng cao tới khoảng 122 độ Fahrenheit (khoảng 50 độ Celsius). Các bài kiểm tra theo tiêu chuẩn UL 2594 cho thấy sau khi tiếp xúc liên tục với ánh nắng trong gần 3000 giờ, các vật liệu này vẫn giữ được khoảng 98% độ bền ban đầu. Độ bền như vậy rất phù hợp với những khu vực có điều kiện khắc nghiệt, ví dụ như các công trình ven biển hoặc giữa sa mạc nơi mà hầu như không có thứ gì có thể tồn tại lâu dài.
Các trạm sạc mới nhất hiện nay đang trở nên thông minh hơn trong việc xử lý những thay đổi về công nghệ. Nhiều mẫu cao cấp hiện nay được trang bị các bộ phận mô-đun cho hệ thống cung cấp điện và các bo mạch điều khiển có thể nâng cấp thông qua phần mềm firmware. Điều này mang lại điều gì cho người dùng thông thường? Họ có thể bắt kịp với các tiêu chuẩn mới như các hệ thống sạc tại nhà 19,2kW sắp được đưa ra thị trường mà không cần phải mua một bộ sạc hoàn toàn mới. Giải pháp thiết kế theo mô-đun thực sự mang lại hai lợi ích rõ rệt. Thứ nhất, nó giúp phần cứng kéo dài thời gian sử dụng trước khi cần thay thế. Thứ hai, các nghiên cứu chỉ ra rằng thiết kế này giảm lượng rác điện tử khoảng một phần ba so với các mẫu truyền thống. Đối với cả doanh nghiệp và chủ nhà, đây là một giải pháp tiết kiệm chi phí, đồng thời đóng góp tích cực vào việc giảm tải rác thải cho các bãi chôn lấp và trung tâm tái chế trên khắp đất nước.
