Sạc EV 10 phút

Sạc pin mười phút luôn xuất hiện trên các tít báo, và thật khó để nói liệu lời hứa đó có bao nhiêu phần trăm sẽ đến được với xe hơi và địa điểm thực tế. Nếu bạn lái xe điện, câu hỏi rất đơn giản: liệu việc dừng xe nhanh có thực sự giúp tôi đi đủ quãng đường, hay tôi vẫn phải ngồi ở trạm sạc nửa tiếng? Nếu bạn điều hành hoặc lên kế hoạch cho các điểm sạc, nó lại trở thành một phiên bản khác của cùng một câu hỏi: liệu có nên chi nhiều tiền hơn cho phần cứng công suất cao để có trải nghiệm "10 phút"? Đối với một chiếc xe điện thông thường ngày nay, câu trả lời rất rõ ràng: sạc đầy từ 0-100% trong mười phút là điều không thực tế. Điều gì mới thực tế, với đúng chiếc xe và đúng... Bộ sạc nhanh DC, cáp và đầu nối, là để bổ sung một khối phạm vi hữu ích trong khoảng thời gian đó. Việc hiểu rõ vị trí của đường dây đó – và nó đòi hỏi gì ở pin và phần cứng – là điều quan trọng đối với cả tài xế và chủ dự án.  1.Bạn có thể sạc xe điện trong 10 phút không? Thời gian sạc luôn gắn liền với cửa sổ trạng thái sạc (SOC). Hầu hết các số liệu sạc nhanh đều đề cập đến khoảng 10–80%, chứ không phải 0–100%.Ở giữa dải SOC, các cell pin lithium-ion có thể chịu được dòng điện cao hơn nhiều. Gần đỉnh, hệ thống quản lý pin (BMS) phải ngắt nguồn để ngăn ngừa quá nhiệt, hiện tượng mạ lithium và các chế độ hỏng hóc khác. Đó là lý do tại sao 20% cuối cùng thường có vẻ chậm chạp.Vì vậy, khi ai đó tuyên bố "sạc trong 10 phút", điều đó thường có nghĩa là một trong ba điều sau:·thêm một lượng năng lượng nhất định (ví dụ 20–30 kWh)·thêm một lượng phạm vi nhất định (ví dụ 200 km)·di chuyển qua cửa sổ SOC giữa trên một phương tiện và bộ sạc cụ thể Rất ít sự kết hợp trong thế giới thực có thể hứa hẹn sẽ lấp đầy hoàn toàn trong thời gian đó.  2.Tốc độ sạc thực sự của xe điện: từ AC gia đình đến DC siêu nhanh Trong thực tế sử dụng, tốc độ sạc được xác định bởi bối cảnh nhiều hơn là bởi bất kỳ con số kW lớn nào. Điều hòa gia đình·Sạc cấp độ 1 và cấp độ 2 tại nhà có công suất thấp nhưng luôn khả dụng.·Một chiếc ô tô có thể cắm điện qua đêm trong vòng 6–10 giờ.·Điều này đủ để đáp ứng hầu hết nhu cầu lái xe hàng ngày mà không cần phải chạm đến bộ sạc nhanh DC. Sạc nhanh DC thông thường (khoảng 50–150 kW)·Trên những chiếc xe tương thích, 10–80% thường mất 30–60 phút.·Các mẫu cũ hơn, gói nhỏ hoặc xe chỉ có nguồn điện DC thấp hơn có thể mất nhiều thời gian hơn.·Đối với nhiều tài xế, điều này vẫn phù hợp với việc dừng lại ăn uống hoặc đi mua sắm. DC công suất cao và siêu nhanh (250–350 kW trở lên)·Các nền tảng điện áp cao hiện đại có thể tiêu thụ công suất rất cao ở dải tần SOC trung bình.·Trong điều kiện tốt – pin được làm mát trước, thời tiết ôn hòa, SOC ban đầu thấp – 10–20 phút có thể giúp xe chuyển từ mức SOC thấp sang mức thoải mái cho chặng tiếp theo. Đối với người vận hành trang web, các yếu tố ảnh hưởng đến trải nghiệm của tài xế cũng ảnh hưởng đến việc sử dụng:·SOC đến·kích thước pin và khả năng DC của hỗn hợp xe địa phương·tài xế thực sự chọn ở lại bao lâuMột địa điểm mà hầu hết xe đều đỗ trong 45 phút có hoạt động rất khác biệt, xét về số lượng xe được phục vụ mỗi ngày, so với một địa điểm mà hầu hết xe đều đỗ trong 10–15 phút ngay cả khi công suất sạc được quảng cáo là tương tự nhau.  3.Thực sự thì việc dừng lại 10 phút có ý nghĩa gì? Tài xế nghĩ theo khoảng cách, không phải theo tỷ lệ phần trăm. Chủ bãi xe nghĩ theo số xe trên mỗi ô đỗ mỗi ngày. Cả hai đều có thể được quy đổi từ cùng một số liệu cơ bản.Bảng dưới đây sử dụng các nguyên mẫu đơn giản để cho thấy mười phút sử dụng bộ sạc DC công suất cao phù hợp có thể như thế nào trong thực tế.Nguyên mẫu xePin (kWh)Công suất DC tối đa (kW)Năng lượng trong 10 phút (kWh)*Phạm vi tăng thêm (km)*Trường hợp sử dụng điển hìnhXe SUV cao tốc điện áp cao90250–27035–40150–200Đường cao tốc dàiXe gia đình cỡ trung70150–20022–28110–160Thành phố hỗn hợp và đường cao tốcXe điện thành phố nhỏ gọn5080–12013–1870–120Chủ yếu là đô thị, thỉnh thoảng là đường cao tốcXe tải thương mại hạng nhẹ75120–15020–2590–140Tuyến giao hàng, nạp tiền vào kho *Giả sử cửa sổ SOC thân thiện (ví dụ: 10–60%) trên bộ sạc DC công suất cao tương thích ở nhiệt độ vừa phải. Với người đi làm, 10 phút dừng lại đó có thể đủ cho vài ngày lái xe trong thành phố. Với tài xế đường dài, đó có thể là thêm một đoạn đường cao tốc nữa mà không phải lo lắng về quãng đường. Nhìn từ góc độ luân chuyển vị trí đỗ xe, bảng trên cho thấy một vị trí đỗ xe công suất lớn có thể phục vụ nhiều xe mỗi giờ nếu hầu hết tài xế chỉ cần 10–15 phút, thay vì phải khóa một vị trí trong gần một giờ cho mỗi xe.  4.Pin có thể xử lý được những gì – giới hạn và tuổi thọPin là giới hạn cứng đầu tiên của việc sạc trong mười phút.Hóa học và tốc độ điện tích·Mỗi thiết kế pin đều có tốc độ sạc thực tế (tốc độ C) mà nó có thể chịu được.·Đẩy pin quá mạnh có thể khiến lithium bám vào cực dương, làm hỏng dung lượng và gây ra các vấn đề về an toàn. Nhiệt·Dòng điện cao gây ra tổn thất bên trong và nhiệt.·Nếu nhiệt không thể được loại bỏ đủ nhanh, nhiệt độ của pin sẽ tăng lên và BMS sẽ giảm công suất để duy trì trong giới hạn an toàn. Sự phụ thuộc vào SOC·Các cell pin chấp nhận sạc nhanh thoải mái hơn ở mức SOC thấp và trung bình.·Khi gần đầy, biên độ an toàn sẽ thắt chặt và quá trình sạc phải chậm lại. Nghiên cứu về sạc cực nhanh tập trung vào cả ba mặt: vật liệu điện cực mới, hình dạng cell pin tốt hơn và đường dẫn làm mát hiệu quả hơn. Tuy nhiên, sạc cực nhanh luôn bị giới hạn bởi băng thông SOC và đòi hỏi một hệ thống tản nhiệt và bộ pin được thiết kế chuyên dụng. Sử dụng trọn đời và hàng ngàyĐối với những người lái xe cá nhân, câu hỏi không phải là "pin có thể sạc nhanh trong 10 phút không?" mà là "điều gì sẽ xảy ra nếu tôi làm điều này thường xuyên?" Những điểm chính:·Sạc nhanh DC thường xuyên trong những chuyến đi dài có tác động vừa phải đến tuổi thọ.·Sử dụng DC công suất cao thường xuyên, đặc biệt là ở mức SOC rất cao, có thể đẩy nhanh quá trình lão hóa.·Duy trì mức SOC vừa phải và để BMS cùng hệ thống nhiệt thực hiện nhiệm vụ của chúng sẽ giúp ích rất nhiều. Một mô hình thực tế trông như thế này:·Điều hòa không khí tại nhà hoặc nơi làm việc là xương sống cho năng lượng hàng ngày·Sạc nhanh DC khi khoảng cách hoặc thời gian hạn chế yêu cầu·không cần phải tránh DC hoàn toàn, nhưng cũng không cần phải theo đuổi nó cho mỗi kWh Đối với các đội xe và nhà điều hành dịch vụ gọi xe sử dụng sạc nhanh DC, tuổi thọ của bộ pin trở thành một phần của mô hình kinh doanh. Chiến lược sạc, cửa sổ SOC và vị trí đặt bộ sạc đều cần được lựa chọn dựa trên cả tính khả dụng của xe và chi phí thay pin.  5.Phần cứng sạc ở mức 10 phútViệc cung cấp năng lượng hữu ích trong mười phút không chỉ là vấn đề của riêng chiếc xe. Mọi thứ, từ kết nối lưới điện đến đầu vào của xe, đều phải đáp ứng công suất cao một cách liên tục. Chuỗi này thường trông như thế này:·Lưới điện và máy biến ápCông suất theo hợp đồng và công suất biến áp đủ cho nhiều bộ sạc công suất cao, cùng với bất kỳ tải trọng tòa nhà nào. ·Bộ sạc DCCác mô-đun nguồn được thiết kế phù hợp với công suất dự kiến ​​cho mỗi ngăn, với thiết kế tản nhiệt cho phép xử lý công suất cao liên tục. Chia sẻ nguồn điện thông minh qua các đầu nối khi nhiều xe cắm vào cùng một tủ. ·Cáp DCỞ mức hàng trăm ampe, cáp làm mát bằng không khí thông thường trở nên nặng và nóng. Cáp DC làm mát bằng chất lỏng cho phép dòng điện cao với trọng lượng và nhiệt độ bề mặt ở mức dễ kiểm soát. ·Đầu nối DCĐầu nối phải dẫn dòng điện qua các điểm tiếp xúc, đồng thời kiểm soát nhiệt độ và điện trở tiếp xúc. Nó cũng cần chịu được hàng ngàn chu kỳ lắp ghép, xử lý thô bạo và thời tiết, thường ở mức bảo vệ xâm nhập cao. ·Đầu vào xe và ắc quyĐầu vào phải phù hợp với tiêu chuẩn đầu nối và định mức dòng điện; pin và BMS thực sự phải yêu cầu và chấp nhận nguồn điện đó. Đối với các trạm sạc công suất cao, đầu nối CCS2, CCS1 hoặc GB/T dòng điện cao và cáp sạc DC phù hợp là trọng tâm của thiết kế, chứ không phải phụ kiện. Các nhà cung cấp như Workersbee hợp tác với các nhà sản xuất bộ sạc và chủ sở hữu trạm sạc để cung cấp đầu nối EV và hệ thống cáp DC làm mát bằng chất lỏng, được thiết kế đặc biệt cho hoạt động công suất cao liên tục thay vì các xung điện ngắn mạch thỉnh thoảng.  6.Lập kế hoạch cho một địa điểm DC công suất caoKhi các nhà điều hành điểm sạc hoặc chủ dự án cân nhắc phương án sạc "kiểu 10 phút", việc sao chép giá trị công suất cao nhất từ ​​một tờ quảng cáo hiếm khi là cách tốt nhất để bắt đầu.Một cách tiếp cận thực tế hơn là tính toán ngược lại từ cách trang web thực sự sẽ được sử dụng. Vị trí và hành vi·Các hành lang đường cao tốc có thời gian lưu trú ngắn và yêu cầu tốc độ cao.·Các bãi đỗ xe bán lẻ và điểm đến giải trí ở đô thị có thời gian dừng tự nhiên, do đó, nguồn điện DC và AC công suất trung bình có thể mang lại giá trị tổng thể tốt hơn.·Các kho bãi và trung tâm hậu cần có thể kết hợp sạc qua đêm với việc nạp tiền nhanh có mục tiêu. Thời gian dừng mục tiêu và số xe mỗi ngày·Quyết định thời gian trung bình một xe phải đỗ và số lượng xe mà mỗi vị trí phải phục vụ.·Những con số này cho thấy công suất cần thiết cho mỗi ngăn lớn hơn nhiều so với những tuyên bố tiếp thị. Bố trí nguồn điện·Quyết định xem có bao nhiêu ngăn, nếu có, thực sự cần công suất 250–350 kW.·Các khoang khác có thể được sử dụng tốt hơn ở mức 60–120 kW, mức này vẫn “nhanh” đối với nhiều loại xe không thể tận dụng được công suất cao hơn. Lựa chọn cáp và đầu nối·Cáp DC làm mát tự nhiên đơn giản hơn và rẻ hơn, nhưng chúng hạn chế dòng điện và có thể trở nên nặng khi công suất tăng.·Cáp làm mát bằng chất lỏng và đầu nối dòng điện cao có giá thành cao hơn nhưng lại có thời gian sử dụng ngắn hơn và khả năng luân chuyển ổ cắm cao hơn ở những vị trí phù hợp.·Trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt hoặc sử dụng thương mại nhiều, cần đặc biệt chú ý đến khả năng bịt kín, giảm ứng suất và độ bền. Hoạt động và an toàn·Thiết bị công suất cao cần được kiểm tra thường xuyên và có quy trình rõ ràng để xử lý các sự cố nhiễm bẩn, hư hỏng hoặc quá nhiệt.·Đào tạo nhân viên và hướng dẫn sử dụng rõ ràng sẽ giúp giảm tình trạng sử dụng sai mục đích và kéo dài tuổi thọ thiết bị. Nhiều nhóm thấy dễ dàng quản lý sự phức tạp này hơn khi có danh sách kiểm tra nội bộ ngắn gọn: trường hợp sử dụng chính, thời gian dừng mục tiêu, số xe mục tiêu cho mỗi ô mỗi ngày, sau đó là công suất bộ sạc, công nghệ cáp và định mức đầu nối phù hợp với sự kết hợp đó.  7.Ai được hưởng lợi nhiều nhất từ ​​việc sạc 10 phút?Không phải ai cũng cần phải tham gia những buổi học kéo dài gần mười phút.Tài xế riêng đường dài·Một số ít các khoang chứa năng lượng cao thực sự dọc theo hành lang có thể thay đổi chuyến đi của họ.·Họ có thể chỉ cần sử dụng những điều này một vài lần trong năm, nhưng tác động đến sự tự tin là rất lớn. Đội xe gọi xe, taxi và giao hàng·Thời gian sạc pin không phải là thời gian kiếm tiền.·Đối với những người dùng này, ngay cả việc giảm thời gian dừng từ 30 phút xuống còn 15 phút cũng có thể giúp tiết kiệm chi phí cho toàn đội xe.·Tuy nhiên, tính khả dụng có thể dự đoán được và lịch trình thông minh thường quan trọng hơn giá trị công suất cực đại tuyệt đối. Người đi làm ở thành thị có sạc ở nhà hoặc nơi làm việc·Hầu hết nhu cầu năng lượng hàng ngày đều có thể được đáp ứng bằng máy lạnh.·Thỉnh thoảng sử dụng nguồn điện một chiều công suất trung bình gần các điểm mua sắm hoặc giải trí thường là đủ.·Đối với nhóm này, nhiều phích cắm ở đúng vị trí sẽ tốt hơn một thiết bị siêu nhanh. Theo quan điểm quy hoạch mạng lưới, điều này có nghĩa là việc sạc cực nhanh phải diễn ra ở các hành lang và trung tâm cụ thể, chứ không phải ở mọi ngóc ngách của mọi thành phố.  8.Sạc pin trong mười phút có thể thay đổi như thế nào trong thập kỷ tớiMột số xu hướng có thể khiến việc sạc nhanh trở nên nhanh hơn, ngay cả khi tiêu đề mười phút vẫn chỉ là một trường hợp đặc biệt hơn là một thói quen hàng ngày.·Các nền tảng điện áp cao đang chuyển sang phân khúc giá phổ thông.·Thiết kế pin có thể chấp nhận tốc độ sạc cao hơn trong khoảng thời gian an toàn, được hỗ trợ bởi khả năng quản lý nhiệt mạnh hơn.·Quản lý năng lượng thông minh hơn ở cấp độ cơ sở và trong một số trường hợp, lưu trữ cục bộ để giảm thiểu hạn chế lưới điện trong khi vẫn cung cấp công suất cực đại cho xe. Đối với các dự án công suất lớn, điều hợp lý là phải nghĩ đến các lộ trình nâng cấp: ống dẫn, thiết bị đóng cắt, dấu chân bộ sạc, cáp và đầu nối có thể được bảo dưỡng và nâng cấp khi xe phát triển mà không cần phải xây dựng lại toàn bộ địa điểm.  9.Những việc cần làm ngay bây giờ: tài xế, đội xe và chủ sở hữu địa điểmĐối với tài xế:·Đừng mong đợi sạc đầy trong mười phút và cũng không cần dùng đến nó cho hầu hết các chuyến đi.·Với chiếc ô tô và bộ sạc phù hợp, chỉ cần mười đến mười lăm phút là có thể di chuyển được quãng đường dài.·Hãy coi sạc nhanh như một công cụ trong số nhiều công cụ, chứ không phải là cách duy nhất để cung cấp năng lượng cho ô tô. Đối với đội tàu:·Xây dựng kế hoạch sạc dựa trên vị trí thực tế của xe và cách thức cấu trúc tuyến đường.·Sử dụng DC công suất cao khi rõ ràng cải thiện được khả năng sử dụng của xe đủ để biện minh cho chi phí và điều chỉnh cửa sổ SOC để bảo vệ tuổi thọ của bộ pin. Đối với chủ sở hữu trang web và CPO:·Bắt đầu từ các trường hợp sử dụng, mô hình lưu lượng truy cập và thời gian lưu trú mong muốn, sau đó xác định kích thước nguồn điện, cáp và đầu nối cho phù hợp.·Đối với những địa điểm thực sự cần hoạt động công suất cao, hãy đầu tư vào đầu nối DC dòng điện cao và công nghệ cáp phù hợp; chúng là cơ sở hạ tầng cốt lõi chứ không phải là tính năng bổ sung tùy chọn.  Câu hỏi thường gặp: Sạc xe điện trong 10 phútNgày nay có xe điện nào có thể sạc đầy trong 10 phút không?Đối với xe điện chở khách ngày nay, việc sạc đầy từ 0-100% trong mười phút là không khả thi. Thời gian sạc nhanh luôn gắn liền với một khoảng thời gian sạc nhất định, chẳng hạn như 10-80%, và giả định là bộ sạc DC công suất cao tương thích. Ngay cả những chiếc xe nhanh nhất cũng sẽ giảm tốc độ đột ngột khi đạt đến mức sạc cao để bảo vệ pin. Một chiếc xe điện thông thường có thể đi được bao xa sau 10 phút dừng lại?Với bộ sạc DC công suất cao phù hợp, nhiều xe điện hiện đại có thể tăng thêm khoảng 70–200 km phạm vi hoạt động trong mười phút. Con số chính xác phụ thuộc vào dung lượng pin, công suất DC tối đa mà xe nhận được, nhiệt độ và trạng thái sạc khi bạn đến nơi. Trong điều kiện thuận lợi, một lần dừng 10 phút thường đủ để đi làm trong vài ngày hoặc thêm một chặng đường cao tốc. Sạc nhanh có phải lúc nào cũng làm hỏng pin EV không?Sạc nhanh gây thêm áp lực so với sạc AC nhẹ nhàng, đặc biệt nếu sử dụng thường xuyên và ở mức sạc rất cao. Các bộ pin, hệ thống nhiệt và phần mềm quản lý pin hiện đại được thiết kế để giữ pin trong giới hạn an toàn và sẽ giảm công suất khi cần thiết. Sạc nhanh DC thỉnh thoảng trong các chuyến đi thường không sao; sử dụng hàng ngày làm phương pháp sạc chính có thể đẩy nhanh quá trình lão hóa và được quản lý tốt hơn với các khung thời gian sạc hợp lý. Sạc EV siêu nhanh có ý nghĩa nhất ở đâu?Sạc DC siêu nhanh có giá trị nhất trên các hành lang đường cao tốc đông đúc, kho bãi và trung tâm, nơi xe cộ cần quay đầu nhanh chóng. Các tài xế tư nhân đường dài, đội xe gọi xe và xe tải giao hàng được hưởng lợi nhiều nhất từ ​​việc dừng đỗ ngắn hơn và thời gian luân chuyển cao hơn. Ở các khu vực đô thị có thời gian dừng đỗ tự nhiên dài, việc lắp đặt nhiều bộ sạc DC hoặc AC công suất trung bình thường phục vụ tài xế tốt hơn so với một bộ sạc siêu nhanh duy nhất. Có phải tất cả bộ sạc công suất cao đều cung cấp cùng một tốc độ thực tế không?Không nhất thiết. Công suất được in trên hộp sạc chỉ là một phần của câu chuyện; giới hạn DC của xe, đường cong sạc, định mức cáp và đầu nối, nhiệt độ và số lượng xe dùng chung hộp sạc đều ảnh hưởng đến tốc độ thực tế. Trên thực tế, một chiếc xe và bộ sạc phù hợp, hoạt động thoải mái trong giới hạn thiết kế của chúng thường sẽ mang lại trải nghiệm tốt hơn so với một "con số lớn hơn" được sử dụng ngoài điều kiện lý tưởng.  Workersbee làm việc với các nhà sản xuất bộ sạc và chủ sở hữu trang web để thiết kế Đầu nối EV và cáp sạc DC cho CCS2, CCS1, GB/T và các tiêu chuẩn công suất cao khác. Khi pin, bộ sạc, cáp và đầu nối được thiết kế thành một hệ thống thay vì các bộ phận riêng biệt, việc dừng sạc mười phút sẽ trở thành một phần dễ đoán trước của trải nghiệm sạc ở những nơi thực sự mang lại giá trị.