Bài viết của Finn Peacock – Kỹ sư điện được chứng nhận, cựu nhân viên CSIRO, chủ sở hữu xe điện, người sáng lập SolarQuotes.com.au
Cho dù bạn đang cân nhắc mua xe điện, chờ giao xe hay đang lái xe điện, việc hiểu cách thức (và cách sạc) chúng là một phần quan trọng của việc sở hữu.
Trong hướng dẫn này, tôi sẽ thảo luận về công suất (kW) và năng lượng (kWh). Việc hiểu rõ sự khác biệt là rất quan trọng! Mọi người thường nhầm lẫn hai khái niệm này – ngay cả những thợ điện đáng lẽ phải biết rõ hơn.
Một chiếc xe chạy xăng thông thường đi được 10 km với 1 lít nhiên liệu. Một chiếc xe điện thông thường đi được khoảng 6 km với 1 kWh điện.
Đối với xe chạy xăng, bạn cần 10 lít nhiên liệu để đi được 100 km. Với giá nhiên liệu trung bình là 1,40 đô la/lít, thì 10 x 1,40 đô la = 14 đô la cho 100 km.
Lưu ý: Giá xăng hiện tại là hơn 2 đô la/lít – nhưng tôi sẽ giữ nguyên mức 1,40 đô la để cho thấy xe điện rẻ hơn nhiều, ngay cả khi nhà độc tài Nga không phóng đại giá nhiên liệu.
Xe điện cần khoảng 16 kWh điện để đi được 100 km. Nếu nhà cung cấp điện tính phí 21 cent/kWh, thì chi phí sẽ là 16 x 0,21 đô la = 3,36 đô la.
Xe điện sẽ tiết kiệm chi phí vận hành hơn nếu bạn tính đến việc sạc từ các tấm pin mặt trời hoặc sạc theo giá giờ thấp điểm dựa trên biểu giá theo thời gian sử dụng (ToU). Hãy cùng xem xét một vài con số để minh họa:
Nếu hóa đơn tiền điện của bạn là 21 xu và giá điện mặt trời bán vào lưới là 8 xu, thì chi phí thực tế để sạc xe bằng năng lượng mặt trời là 8 xu. Như vậy, bạn sẽ tiết kiệm được 13 xu/kWh so với việc sạc xe điện từ lưới điện.
Biểu giá theo thời gian sử dụng tính phí điện khác nhau tùy thuộc vào thời gian trong ngày bạn lấy điện từ lưới điện.
So sánh giá điện khác nhau của Aurora Energy Tasmania vào các thời điểm khác nhau trong ngày:
Nếu bạn cài đặt bộ sạc xe điện của mình chỉ hoạt động theo chương trình ToU của Aurora từ 10 giờ sáng đến 4 giờ chiều, thì 100km quãng đường sẽ có giá 16 x 0,15 đô la = 2,40 đô la.
Tương lai của kế hoạch điện lực Úc là biểu giá theo thời gian sử dụng, tức là điện rẻ nhất vào ban ngày (nhiều năng lượng mặt trời) và ban đêm (thường có nhiều năng lượng gió và nhu cầu thấp).
Tại Nam Úc, bạn chỉ phải trả 7,5 xu mỗi kilowatt-giờ trong ngày theo biểu giá sử dụng theo thời gian, một biểu giá có tính chất "hấp thụ năng lượng mặt trời".
Một số nhà bán lẻ cũng cung cấp các gói cước đặc biệt dành cho xe điện, trong đó bạn có thể trả mức giá thấp hơn cho mỗi kWh để sạc xe điện vào những thời điểm nhất định, hoặc mức giá cố định hàng ngày để sạc không giới hạn.
Điều cuối cùng cần lưu ý – hãy cẩn thận với “biểu giá theo nhu cầu”. Các gói điện này giúp bạn tiết kiệm chi phí điện năng tổng thể, nhưng có thể gây rắc rối lớn nếu mức tiêu thụ điện của bạn vượt quá một ngưỡng nhất định. Sạc xe điện bằng bộ sạc 3 pha 22 kW có thể khiến bạn phải trả gấp 10 lần hóa đơn điện thông thường!
Bộ sạc xe điện cơ bản là một thiết bị rất đơn giản. Nhiệm vụ của nó chỉ đơn giản là "hỏi" xe xem có thể nhận sạc hay không, và nếu có, sẽ cung cấp điện an toàn cho xe cho đến khi được lệnh dừng lại.
Bộ sạc xe điện không thể sạc nhanh hơn tốc độ mà xe yêu cầu (điều này rất nguy hiểm), nhưng nếu bạn có kinh nghiệm, bạn có thể điều chỉnh tốc độ sạc dựa trên các điều kiện khác – ví dụ:
Bộ sạc xe điện tại nhà cũng là loại AC. Điều đó có nghĩa là chúng không làm gì đặc biệt cả. Chúng chỉ điều chỉnh công suất (kilowatt) của dòng điện xoay chiều 230V đi vào xe.
Trên thực tế, hộp điện tử bạn có thể mua để sạc xe không phải là bộ sạc đúng nghĩa. Bởi vì chức năng của nó chỉ là cung cấp nguồn điện xoay chiều ổn định. Về mặt kỹ thuật, bộ sạc thực sự nằm trong xe, chuyển đổi dòng điện xoay chiều sang dòng điện một chiều và đảm nhiệm tất cả các nhiệm vụ sạc khác.
Bộ sạc xe điện tích hợp này có giới hạn công suất tối đa cho quá trình chuyển đổi AC-DC. Giới hạn này áp dụng cho nhiều xe điện – ví dụ như Tesla Model 3 và Mini Cooper SE – là 11 kilowatt.
Thú thật là, về mặt kỹ thuật, tôi nên gọi thiết bị cắm vào xe hơi là EVSE (Thiết bị cung cấp điện cho xe điện). Nhưng điều đó sẽ gây nhầm lẫn cho hầu hết mọi người, vì vậy, để tránh nhận phải một email giận dữ từ một kỹ sư đã nghỉ hưu, tôi gọi những thiết bị này là "bộ sạc".
Các trạm sạc xe điện công cộng tốc độ cao chuyên dụng bản thân chúng là các bộ sạc cung cấp nguồn điện DC trực tiếp vào pin. Chúng không bị giới hạn bởi bộ sạc của xe vì chúng không sử dụng bộ sạc đó.
Nếu xe của bạn đáp ứng được, những thiết bị này có thể sạc với công suất lên đến 350 kW DC. Lưu ý rằng chúng sẽ phải giảm tốc độ đáng kể khi pin của bạn còn khoảng 70%. Tuy nhiên, chúng vẫn có thể tăng thêm 350 km quãng đường di chuyển chỉ trong 10 phút.
Ngành công nghiệp đã đưa ra các thuật ngữ để mô tả quá trình sạc chậm, trung bình và nhanh. Nói một cách khá nhàm chán, người ta gọi đó là sạc cấp 1, cấp 2 và cấp 3.
Bộ sạc cấp 1 chỉ là một sợi cáp và cục nguồn kết nối với ổ cắm điện tiêu chuẩn. Chúng sạc với công suất từ 1,8 đến 2,4 kW từ ổ cắm điện gia dụng tiêu chuẩn.
Mẹo hay: Nếu nhà sản xuất ô tô của bạn không cung cấp bộ kết nối di động cho xe, hãy mua một cái và để trong cốp xe – nó có thể giúp bạn tiết kiệm được một ngày rắc rối ngay cả khi bạn không bao giờ sử dụng nó ở nhà.
Để minh họa cho tốc độ sạc cấp 1 là 1,8 kW – nó sẽ bổ sung 1,8 kWh mỗi giờ vào ắc quy xe của bạn.
1 kWh điện năng trong pin xe điện tương đương với khoảng 6 km quãng đường di chuyển. Do đó, bộ sạc cấp 1 có thể cung cấp thêm khoảng 10 km quãng đường mỗi giờ. Nếu bạn sạc xe qua đêm (khoảng 8 giờ), bạn sẽ tăng thêm khoảng 80 km quãng đường di chuyển.
Nhưng sạc cấp độ 1 có thể sạc nhanh hơn. Tùy thuộc vào nhà sản xuất, thiết bị của bạn có thể có các đầu cắm có thể thay thế.
Tất cả các bộ sạc xe điện di động đều đi kèm với phích cắm 10A thông thường, giống như tất cả các thiết bị khác trong nhà bạn, nhưng một số cũng có phích cắm 15A có thể thay thế. Phích cắm này có chấu nối đất rộng hơn và yêu cầu ổ cắm đặc biệt có thể chịu được dây dẫn dày hơn ở mức 15A. Nếu bạn sở hữu một chiếc xe caravan, có lẽ bạn đã quen thuộc với chúng.
Một số bộ sạc di động có đầu cắm 15A. Đây là các đầu cắm 10A và 15A đi kèm với bộ sạc di động Tesla tại Úc.
Nếu bộ sạc di động của bạn có dòng điện 15A và bạn muốn sạc tại nhà, bạn sẽ cần một ổ cắm 15A trong bãi đậu xe. Chi phí lắp đặt dự kiến khoảng 500 đô la.
Thông tin thú vị dành cho dân chuyên ngành điện: Nếu điện áp lưới điện tại địa phương bạn cao (thường là 230V, nhưng phổ biến hơn là 240V), bạn sẽ nhận được nhiều điện năng hơn vì công suất = cường độ dòng điện x điện áp.
Thông tin thú vị bổ sung: Tùy thuộc vào nhà sản xuất, bộ sạc di động thường chỉ hoạt động ở mức 80% dòng điện định mức. Vì vậy, bộ sạc 10A có thể chỉ hoạt động ở mức 8A, và thiết bị 15A có thể chỉ hoạt động ở mức 12A. Kết hợp với sự dao động của điện áp lưới, điều đó có nghĩa là tôi không thể cung cấp tốc độ sạc xe điện chính xác cho bộ sạc di động.
Thông tin thú vị về Tesla: Bộ sạc di động Tesla nhập khẩu sau tháng 11 năm 2021 có thể sạc ở dòng điện tối đa 10A hoặc 15A, tùy thuộc vào loại đầu cắm được sử dụng.
Mẹo hay: Nếu bạn sở hữu một chiếc Tesla đời mới và may mắn có ổ cắm ba pha trong gara, bạn có thể mua một bộ sạc dự phòng của bên thứ ba có khả năng sạc ở công suất 4,8 đến 7kW (20 đến 32A) bằng đầu nối di động.
Tốc độ sạc: Xấp xỉ 40 km/h (một pha) hoặc lên đến 130 km/h (ba pha)
Sạc cấp độ 2 yêu cầu bộ sạc tường chuyên dụng với dây dẫn riêng biệt kết nối với ổ cắm điện.
Bộ sạc cấp 2 có giá từ 900 đến 2500 đô la cho phần cứng và khoảng 500 đến hơn 1000 đô la để lắp đặt. Mức giá này cũng giả định rằng ổ cắm điện và nguồn điện chính của bạn có thể chịu được tải trọng bổ sung. Nếu không, việc nâng cấp nguồn điện có thể tốn hàng nghìn đô la.
Bộ sạc một pha 7 kW cấp 2 có thể tăng thêm khoảng 40 km/giờ quãng đường di chuyển. Nếu xe của bạn đáp ứng được, bộ sạc xe điện ba pha 22 kW sẽ tăng thêm khoảng 130 km/giờ quãng đường di chuyển.
Thông tin thú vị: Mặc dù bộ sạc 3 pha, cấp 2 có thể cung cấp công suất lên đến 22 kW, nhưng nhiều xe không thể chuyển đổi điện xoay chiều nhanh như vậy. Hãy kiểm tra thông số kỹ thuật của xe để xem tốc độ sạc điện xoay chiều tối đa của nó.
Bộ sạc này hoàn toàn sử dụng dòng điện một chiều (DC) và có công suất đầu ra từ 50 kW đến 350 kW. Chi phí lắp đặt lên đến hơn 100.000 đô la và yêu cầu một nguồn điện rất lớn, vì vậy bạn khó có thể lắp đặt một bộ sạc như vậy trong nhà mình.
Mạng lưới Supercharger của Tesla là ví dụ nổi tiếng nhất về bộ sạc cấp 3. Bộ sạc siêu tốc “V2” phổ biến nhất có công suất tối đa 120 kW và quãng đường di chuyển 180 km trong 15 phút.
Mạng lưới trạm sạc Supercharger của Tesla mang lại cho họ lợi thế cạnh tranh so với các nhà sản xuất xe điện khác nhờ vị trí nằm trên các tuyến đường giao thông phổ biến, độ tin cậy/thời gian hoạt động và số lượng trạm sạc khổng lồ so với các trạm sạc cấp 3 khác.
Tuy nhiên, khi xe điện trở nên phổ biến hơn, dự kiến sẽ xuất hiện thêm các mạng lưới cạnh tranh khác trên khắp cả nước và cải thiện độ tin cậy của chúng.
Thông tin thú vị về Tesla: Các trạm sạc nhanh Tesla “V2” màu đỏ trắng ở Úc sử dụng công nghệ sạc DC, thường sạc ở mức 40-100 kW, tùy thuộc vào số lượng xe khác đang sử dụng cùng lúc. Một số ít trạm sạc “V3” được nâng cấp ở Úc có thể sạc lên đến 250 kW.
Mẹo hay: Hãy cẩn thận với các bộ sạc AC chậm trên các chuyến đi đường dài. Một số bộ sạc ven đường là loại AC chậm, chỉ sạc được từ 3 đến 22 kW. Chúng có thể sạc nhanh một chút khi bạn đỗ xe, nhưng không đủ nhanh để sạc tiện lợi khi đang di chuyển.
Tất cả các xe điện bán tại Úc từ ngày 1 tháng 1 năm 2020 đều được trang bị ổ cắm sạc AC có tên gọi là 'Type 2' (hoặc đôi khi là 'Mennekes').
Thời gian đăng bài: 02/08/2022
