Xe điện hiện nay đã trở nên phổ biến trên đường phố, và cơ sở hạ tầng sạc điện đang được xây dựng trên toàn thế giới để phục vụ chúng. Điều này tương đương với điện tại các trạm xăng, và chẳng bao lâu nữa, chúng sẽ có mặt ở khắp mọi nơi.
Tuy nhiên, điều này đặt ra một câu hỏi thú vị. Máy bơm khí chỉ đơn giản là bơm chất lỏng vào các lỗ và đã được tiêu chuẩn hóa phần lớn trong một thời gian dài. Nhưng điều đó không đúng trong thế giới bộ sạc xe điện, vì vậy hãy cùng tìm hiểu về tình hình hiện tại.
Công nghệ xe điện đã trải qua sự phát triển nhanh chóng kể từ khi trở nên phổ biến trong thập kỷ qua. Vì hầu hết các xe điện vẫn có phạm vi hoạt động hạn chế, các nhà sản xuất ô tô đã phát triển các phương tiện sạc nhanh hơn trong những năm qua để cải thiện tính thực tiễn. Điều này đạt được thông qua những cải tiến về pin, phần cứng và phần mềm điều khiển. Công nghệ sạc đã tiến bộ đến mức các xe điện mới nhất hiện nay có thể tăng thêm hàng trăm dặm phạm vi hoạt động chỉ trong 20 phút.
Tuy nhiên, việc sạc xe điện ở tốc độ này đòi hỏi rất nhiều điện năng. Do đó, các nhà sản xuất ô tô và các nhóm ngành công nghiệp đã và đang nỗ lực phát triển các tiêu chuẩn sạc mới để cung cấp dòng điện cao cho các loại pin ô tô cao cấp nhanh nhất có thể.
Để dễ hình dung, một ổ cắm điện gia dụng thông thường ở Mỹ có thể cung cấp 1,8 kW. Việc sạc đầy một chiếc xe điện hiện đại từ ổ cắm điện gia dụng như vậy sẽ mất 48 giờ hoặc hơn.
Ngược lại, các cổng sạc xe điện hiện đại có thể cung cấp công suất từ 2 kW đến 350 kW trong một số trường hợp, và yêu cầu các đầu nối chuyên dụng cao để làm được điều đó. Nhiều tiêu chuẩn khác nhau đã xuất hiện trong những năm qua khi các nhà sản xuất ô tô tìm cách cung cấp nhiều năng lượng hơn cho xe với tốc độ nhanh hơn. Hãy cùng xem xét các lựa chọn phổ biến nhất hiện nay.
Tiêu chuẩn SAE J1772 được công bố vào tháng 6 năm 2001 và còn được gọi là phích cắm J. Đầu nối 5 chân này hỗ trợ sạc AC một pha ở công suất 1,44 kW khi kết nối với ổ cắm điện gia dụng tiêu chuẩn, và có thể tăng lên đến 19,2 kW khi được lắp đặt trên trạm sạc xe điện tốc độ cao. Đầu nối này truyền tải điện AC một pha trên hai dây, tín hiệu trên hai dây khác, và dây thứ năm là dây nối đất bảo vệ.
Sau năm 2006, chuẩn sạc J Plug trở thành bắt buộc đối với tất cả các xe điện bán ra tại California và nhanh chóng trở nên phổ biến ở Mỹ và Nhật Bản, đồng thời thâm nhập vào các thị trường toàn cầu khác.
Đầu nối Type 2, còn được biết đến với tên gọi nhà sản xuất Mennekes của Đức, lần đầu tiên được đề xuất vào năm 2009 để thay thế cho tiêu chuẩn SAE J1772 của EU. Tính năng chính của nó là thiết kế đầu nối 7 chân có thể truyền tải điện xoay chiều một pha hoặc ba pha, cho phép sạc xe lên đến 43 kW. Trên thực tế, nhiều bộ sạc Type 2 chỉ có công suất tối đa 22 kW hoặc thấp hơn. Tương tự như J1772, nó cũng có hai chân cho tín hiệu trước và sau khi cắm. Sau đó, nó có một dây nối đất bảo vệ, một dây trung tính và ba dây dẫn cho ba pha điện xoay chiều.
Năm 2013, Liên minh Châu Âu đã chọn phích cắm Loại 2 làm tiêu chuẩn mới để thay thế J1772 và các đầu nối Loại 3A và 3C của EV Plug Alliance cho các ứng dụng sạc AC. Kể từ đó, đầu nối này đã được chấp nhận rộng rãi trên thị trường châu Âu và cũng có mặt trên nhiều loại xe trên thị trường quốc tế.
CCS là viết tắt của Hệ thống Sạc Kết hợp và sử dụng đầu nối "kết hợp" để cho phép sạc cả DC và AC. Được ban hành vào tháng 10 năm 2011, tiêu chuẩn này được thiết kế để cho phép dễ dàng triển khai sạc DC tốc độ cao trong các phương tiện mới. Điều này có thể đạt được bằng cách thêm một cặp dây dẫn DC vào loại đầu nối AC hiện có. Có hai dạng chính của CCS, đầu nối Combo 1 và đầu nối Combo 2.
Combo 1 được trang bị đầu nối AC J1772 loại 1 và hai dây dẫn DC lớn. Do đó, xe có đầu nối CCS Combo 1 có thể được kết nối với bộ sạc J1772 để sạc AC, hoặc với đầu nối Combo 1 để sạc DC tốc độ cao. Thiết kế này phù hợp với các loại xe tại thị trường Mỹ, nơi đầu nối J1772 đã trở nên phổ biến.
Đầu nối Combo 2 có một đầu nối Mennekes được ghép nối với hai dây dẫn DC lớn. Đối với thị trường châu Âu, điều này cho phép các xe có ổ cắm Combo 2 được sạc bằng dòng điện xoay chiều một pha hoặc ba pha thông qua đầu nối Loại 2, hoặc sạc nhanh DC bằng cách kết nối với đầu nối Combo 2.
CCS cho phép sạc AC theo tiêu chuẩn của đầu nối phụ J1772 hoặc Mennekes được tích hợp sẵn trong thiết kế. Tuy nhiên, khi được sử dụng để sạc nhanh DC, nó cho phép tốc độ sạc cực nhanh lên đến 350 kW.
Cần lưu ý rằng bộ sạc nhanh DC với đầu nối Combo 2 loại bỏ kết nối pha AC và dây trung tính trong đầu nối vì chúng không cần thiết. Đầu nối Combo 1 vẫn giữ chúng, mặc dù chúng không được sử dụng. Cả hai thiết kế đều dựa vào cùng các chân tín hiệu được sử dụng bởi đầu nối AC để giao tiếp giữa xe và bộ sạc.
Là một trong những công ty tiên phong trong lĩnh vực xe điện, Tesla đã bắt đầu thiết kế các đầu nối sạc riêng để đáp ứng nhu cầu của xe mình. Điều này được ra mắt như một phần của mạng lưới Supercharger của Tesla, nhằm mục đích xây dựng một mạng lưới sạc nhanh để hỗ trợ các phương tiện của công ty trong điều kiện cơ sở hạ tầng hạn chế hoặc không có sẵn.
Trong khi Tesla trang bị cho xe của mình các đầu nối Type 2 hoặc CCS ở châu Âu, thì tại Mỹ, Tesla sử dụng tiêu chuẩn cổng sạc riêng của mình. Nó có thể hỗ trợ cả sạc AC một pha và ba pha, cũng như sạc DC tốc độ cao tại các trạm Tesla Supercharger.
Các trạm sạc Supercharger ban đầu của Tesla cung cấp công suất lên đến 150 kilowatt mỗi xe, nhưng các mẫu công suất thấp hơn sau này dành cho khu vực đô thị có giới hạn thấp hơn là 72 kilowatt. Các bộ sạc mới nhất của công ty có thể cung cấp công suất lên đến 250 kW cho các phương tiện được trang bị phù hợp.
Tiêu chuẩn GB/T 20234.3 do Cục Tiêu chuẩn hóa Trung Quốc ban hành, quy định về các đầu nối có khả năng sạc nhanh đồng thời dòng điện xoay chiều và một chiều một pha. Ít được biết đến bên ngoài thị trường xe điện đặc thù của Trung Quốc, tiêu chuẩn này được đánh giá có thể hoạt động ở điện áp lên đến 1.000 volt DC và dòng điện 250 ampe, với tốc độ sạc lên đến 250 kilowatt.
Bạn khó có thể tìm thấy cổng kết nối này trên một chiếc xe không được sản xuất tại Trung Quốc, được thiết kế cho thị trường nội địa Trung Quốc hoặc các quốc gia mà Trung Quốc có quan hệ thương mại mật thiết.
Có lẽ thiết kế thú vị nhất của cổng này là các chân A+ và A-. Chúng được đánh giá cho điện áp lên đến 30 V và dòng điện lên đến 20 A. Chúng được mô tả trong tiêu chuẩn là "nguồn điện phụ trợ điện áp thấp cho xe điện được cung cấp bởi bộ sạc ngoài".
Bản dịch không nêu rõ chức năng chính xác của chúng, nhưng có thể chúng được thiết kế để giúp khởi động một chiếc xe điện khi pin đã hoàn toàn hết điện. Khi cả pin kéo và pin 12V của xe điện đều cạn kiệt, việc sạc xe có thể khó khăn vì hệ thống điện tử của xe không thể hoạt động và giao tiếp với bộ sạc. Các tiếp điểm cũng không thể được cấp điện để kết nối bộ phận kéo với các hệ thống con khác nhau của xe. Hai chân này có lẽ được thiết kế để cung cấp đủ năng lượng cho hệ thống điện tử cơ bản của xe và cấp điện cho các tiếp điểm để pin kéo chính có thể được sạc ngay cả khi xe đã hoàn toàn hết điện. Nếu bạn biết thêm thông tin về vấn đề này, hãy cho chúng tôi biết trong phần bình luận.
CHAdeMO là một tiêu chuẩn kết nối dành cho xe điện, chủ yếu dùng cho các ứng dụng sạc nhanh. Nó có thể cung cấp công suất lên đến 62,5 kW thông qua đầu nối độc đáo của mình. Đây là tiêu chuẩn đầu tiên được thiết kế để cung cấp sạc nhanh DC cho xe điện (bất kể nhà sản xuất nào) và có các chân CAN bus để giao tiếp giữa xe và bộ sạc.
Tiêu chuẩn này được đề xuất sử dụng toàn cầu vào năm 2010 với sự hỗ trợ của các nhà sản xuất ô tô Nhật Bản. Tuy nhiên, tiêu chuẩn này chỉ thực sự phổ biến ở Nhật Bản, trong khi châu Âu vẫn sử dụng Type 2 và Mỹ sử dụng J1772 cùng các đầu nối riêng của Tesla. Có thời điểm, EU đã cân nhắc việc loại bỏ hoàn toàn các bộ sạc CHAdeMO, nhưng cuối cùng quyết định yêu cầu các trạm sạc phải có "ít nhất" đầu nối Type 2 hoặc Combo 2.
Vào tháng 5 năm 2018, một bản nâng cấp tương thích ngược đã được công bố, cho phép bộ sạc CHAdeMO cung cấp công suất lên đến 400 kW, vượt trội hơn cả các đầu nối CCS hiện có. Những người ủng hộ CHAdeMO xem bản chất của nó là một tiêu chuẩn toàn cầu duy nhất chứ không phải là sự khác biệt giữa tiêu chuẩn CCS của Mỹ và EU. Tuy nhiên, nó đã không được nhiều người mua ngoài thị trường Nhật Bản.
Tiêu chuẩn CHAdeMo 3.0 đã được phát triển từ năm 2018. Nó được gọi là ChaoJi và có thiết kế đầu nối 7 chân mới được phát triển với sự hợp tác của Cục Tiêu chuẩn hóa Trung Quốc. Tiêu chuẩn này hy vọng sẽ tăng tốc độ sạc lên 900 kW, hoạt động ở điện áp 1,5 kV và cung cấp đủ 600 ampe thông qua việc sử dụng cáp làm mát bằng chất lỏng.
Khi đọc bài viết này, bạn có thể dễ dàng nghĩ rằng dù bạn lái chiếc xe điện mới của mình ở đâu, cũng sẽ có rất nhiều tiêu chuẩn sạc khác nhau sẵn sàng gây khó khăn cho bạn. May mắn thay, điều đó không đúng. Hầu hết các khu vực pháp lý đều phải vật lộn để hỗ trợ một tiêu chuẩn sạc trong khi loại trừ hầu hết các tiêu chuẩn khác, dẫn đến việc hầu hết các xe và bộ sạc trong một khu vực nhất định đều tương thích với nhau. Tất nhiên, Tesla ở Mỹ là một ngoại lệ, nhưng họ cũng có mạng lưới sạc riêng của mình.
Mặc dù có một số người sử dụng bộ sạc không phù hợp ở không đúng nơi vào không đúng thời điểm, nhưng họ thường có thể sử dụng một loại bộ chuyển đổi nào đó khi cần. Trong tương lai, hầu hết các xe điện mới sẽ tuân theo loại bộ sạc đã được thiết lập trong khu vực bán hàng của chúng, giúp cuộc sống dễ dàng hơn cho mọi người.
Hiện nay, chuẩn sạc phổ biến là USB-C.
Mọi thứ nên được sạc bằng USB-C, không có ngoại lệ. Tôi hình dung ra một ổ cắm xe điện 100KW, chỉ đơn giản là một tập hợp 1000 đầu nối USB-C được nhét vào một ổ cắm chạy song song. Với vật liệu phù hợp, bạn có thể giữ trọng lượng dưới 50 kg (110 lb) để dễ sử dụng.
Nhiều xe PHEV và xe điện có khả năng kéo lên đến 1000 pound, vì vậy bạn có thể sử dụng xe kéo để chở các bộ chuyển đổi và adapter của mình. Peavey Mart cũng đang bán máy phát điện trong tuần này nếu bạn có vài trăm GVWR dư thừa.
Tại châu Âu, các bài đánh giá về chuẩn Type 1 (SAE J1772) và CHAdeMO hoàn toàn bỏ qua thực tế rằng Nissan LEAF và Mitsubishi Outlander PHEV, hai trong số những mẫu xe điện bán chạy nhất, được trang bị các đầu nối này.
Các loại đầu nối này được sử dụng rộng rãi và sẽ không biến mất. Trong khi Type 1 và Type 2 tương thích ở mức tín hiệu (cho phép sử dụng cáp Type 2 sang Type 1 có thể tháo rời), thì CHAdeMO và CCS lại không. LEAF hiện không có phương pháp sạc CCS khả thi.
Nếu trạm sạc nhanh không còn hỗ trợ CHAdeMO nữa, tôi sẽ nghiêm túc cân nhắc quay lại sử dụng xe chạy xăng cho những chuyến đi dài và chỉ giữ lại chiếc LEAF để sử dụng trong khu vực.
Tôi có một chiếc Outlander PHEV. Tôi đã sử dụng tính năng sạc nhanh DC vài lần, chỉ để thử nghiệm khi có ưu đãi sạc miễn phí. Chắc chắn rồi, nó có thể sạc pin lên 80% trong 20 phút, nhưng như vậy thì quãng đường di chuyển bằng điện chỉ khoảng 20 km.
Nhiều trạm sạc nhanh DC tính phí cố định, vì vậy bạn có thể phải trả gần 100 lần hóa đơn tiền điện thông thường cho 20 km, cao hơn nhiều so với khi chỉ sử dụng xăng. Trạm sạc tính phí theo phút cũng không khá hơn là mấy, vì công suất giới hạn ở mức 22 kW.
Tôi yêu chiếc Outlander của mình vì chế độ xe điện (EV) đáp ứng được toàn bộ quãng đường đi làm của tôi, nhưng tính năng sạc nhanh DC thì chẳng hữu dụng gì cả.
Cổng kết nối CHAdeMO sẽ vẫn giống nhau trên tất cả các dòng xe Leaf (Leaf?), nhưng không cần thiết đối với dòng Outlander.
Tesla cũng bán các bộ chuyển đổi cho phép Tesla sử dụng chuẩn J1772 (tất nhiên) và CHAdeMO (điều này khá bất ngờ). Cuối cùng, họ đã ngừng sản xuất bộ chuyển đổi CHAdeMO và giới thiệu bộ chuyển đổi CCS… nhưng chỉ dành cho một số xe nhất định, ở một số thị trường nhất định. Bộ chuyển đổi cần thiết để sạc xe Tesla tại Mỹ từ bộ sạc CCS Loại 1 với ổ cắm Supercharger độc quyền của Tesla dường như chỉ được bán ở Hàn Quốc (!) và chỉ hoạt động trên các mẫu xe mới nhất. https://www.youtube.com/watch?v=584HfILW38Q
American Power và thậm chí cả Nissan đã tuyên bố họ sẽ loại bỏ dần hệ điều hành Chademo để chuyển sang sử dụng CCS. Mẫu Nissan Arya mới sẽ sử dụng CCS, và Leaf sẽ sớm ngừng sản xuất.
Hãng Muxsan của Hà Lan, chuyên về xe điện, đã phát triển một phụ kiện CCS dành cho Nissan LEAF để thay thế cổng AC. Điều này cho phép sạc AC loại 2 và DC CCS2 trong khi vẫn giữ nguyên cổng CHAdeMo.
Tôi biết 123, 386 và 356 mà không cần nhìn. Thực ra, tôi nhầm lẫn hai số cuối, nên cần phải kiểm tra lại.
Đúng vậy, càng đúng hơn khi bạn cho rằng nó có liên quan đến ngữ cảnh… nhưng tôi phải tự mình nhấp vào và tôi đoán đó là cái cần tìm, nhưng con số đó chẳng cho tôi manh mối nào cả.
Đầu nối CCS2/Type 2 được đưa vào sử dụng tại Mỹ với tên gọi tiêu chuẩn J3068. Mục đích sử dụng chính là cho các phương tiện hạng nặng, vì nguồn điện 3 pha cung cấp tốc độ sạc nhanh hơn đáng kể. J3068 quy định điện áp cao hơn so với Type 2, vì nó có thể đạt đến 600V giữa các pha. Quá trình sạc DC tương tự như CCS2. Điện áp và dòng điện vượt quá tiêu chuẩn Type 2 yêu cầu tín hiệu số để xe và trạm sạc EVSE có thể xác định khả năng tương thích. Với dòng điện tiềm năng 160A, J3068 có thể đạt công suất AC 166kW.
“Tại Mỹ, Tesla sử dụng tiêu chuẩn cổng sạc riêng. Có thể hỗ trợ cả sạc AC một pha và ba pha.”
Nó chỉ là nguồn một pha. Về cơ bản, nó là một thiết bị cắm J1772 với bố cục khác và chức năng DC được bổ sung.
Giao thức J1772 (CCS loại 1) thực tế có thể hỗ trợ dòng điện một chiều (DC), nhưng tôi chưa từng thấy bất kỳ thiết bị nào triển khai tính năng này. Giao thức J1772 "thông thường" có giá trị "Yêu cầu chế độ kỹ thuật số" và "DC loại 1" có nghĩa là dòng điện một chiều trên các chân L1/L2. "DC loại 2" yêu cầu thêm các chân cho đầu nối kết hợp.
Các đầu nối Tesla của Mỹ không hỗ trợ dòng điện xoay chiều ba pha. Các tác giả đã nhầm lẫn giữa đầu nối của Mỹ và châu Âu, trong khi đầu nối của châu Âu (còn được gọi là CCS Type 2) thì có hỗ trợ.
Về một chủ đề liên quan: Xe điện có được phép lưu thông trên đường mà không phải đóng thuế đường bộ không? Nếu có, tại sao? Giả sử trong một viễn cảnh lý tưởng (hoàn toàn không khả thi) về môi trường, nơi hơn 90% tổng số xe ô tô là xe điện, thì nguồn thuế để duy trì đường sá sẽ đến từ đâu? Bạn có thể cộng thêm chi phí sạc điện công cộng, nhưng người dân cũng có thể sử dụng tấm pin mặt trời tại nhà, hoặc thậm chí là máy phát điện chạy bằng dầu diesel trong nông nghiệp (không phải đóng thuế đường bộ).
Mọi thứ phụ thuộc vào từng khu vực pháp lý. Một số nơi chỉ thu thuế nhiên liệu. Một số nơi khác lại thu phí đăng ký xe như một khoản phụ phí nhiên liệu.
Đến một lúc nào đó, một số cách thức thu hồi các chi phí này sẽ cần phải thay đổi. Tôi muốn thấy một hệ thống công bằng hơn, trong đó phí được tính dựa trên quãng đường đi và trọng lượng xe, vì điều đó quyết định mức độ hao mòn mà bạn gây ra cho xe. Thuế carbon đối với nhiên liệu có thể phù hợp hơn.
Thời gian đăng bài: 21/06/2022
