thời gian sạc xe điện

Thời gian sạc 10 phút thường xuyên xuất hiện trên các tiêu đề báo chí, và thật khó để biết lời hứa đó sẽ trở thành hiện thực đến mức nào đối với những chiếc xe thực tế và các trạm sạc thực sự. Nếu bạn lái xe điện, câu hỏi rất đơn giản: liệu một lần sạc nhanh có thực sự cung cấp đủ quãng đường di chuyển hay tôi vẫn phải ngồi chờ ở trạm sạc nửa tiếng? Nếu bạn điều hành hoặc lên kế hoạch cho các trạm sạc, câu hỏi lại trở thành một dạng nghi ngờ tương tự: liệu có hợp lý không khi chi nhiều tiền hơn cho phần cứng công suất cao chỉ để có trải nghiệm sạc “10 phút”? Đối với một chiếc xe điện thông thường hiện nay, câu trả lời rất rõ ràng: sạc đầy từ 0–100% trong mười phút là điều không thực tế. Vậy điều gì là thực tế, với chiếc xe phù hợp và phương pháp phù hợp? Bộ sạc nhanh DCViệc kết nối dây cáp và đầu nối nhằm mục đích bổ sung thêm một khoảng thời gian sử dụng hữu ích. Hiểu được ranh giới đó nằm ở đâu – và nó đòi hỏi gì từ pin và phần cứng – là điều quan trọng đối với cả người lái xe và chủ dự án.  1.Bạn có thể sạc đầy pin xe điện trong 10 phút không? Thời gian sạc luôn phụ thuộc vào mức độ sạc pin (SOC). Hầu hết các thông số sạc nhanh đề cập đến khoảng thời gian từ 10–80%, chứ không phải từ 0–100%.Ở giữa dải SOC, pin lithium-ion có thể chấp nhận dòng điện cao hơn nhiều. Gần mức cao nhất, hệ thống quản lý pin (BMS) phải ngắt nguồn để ngăn ngừa quá nhiệt, lắng đọng lithium và các lỗi khác. Đó là lý do tại sao 20% cuối cùng thường có vẻ hoạt động rất chậm.Vậy nên khi ai đó nói "sạc 10 phút", thường thì điều đó có nghĩa là một trong ba điều sau:·Bổ sung một lượng năng lượng nhất định (ví dụ: 20–30 kWh)·Thêm một lượng quãng đường nhất định (ví dụ: 200 km)·di chuyển qua khoảng thời gian SOC trung bình trên một phương tiện và bộ sạc cụ thể. Rất ít sự kết hợp thực tế nào dám hứa hẹn sẽ lấp đầy hoàn toàn trong khoảng thời gian đó.  2.Tốc độ sạc thực tế của xe điện: từ sạc AC tại nhà đến sạc DC siêu nhanh Trong thực tế sử dụng, tốc độ sạc được xác định nhiều hơn bởi bối cảnh chứ không phải bởi bất kỳ con số kW lớn nào. Máy điều hòa không khí gia đình·Sạc cấp độ 1 và cấp độ 2 tại nhà có công suất thấp nhưng luôn sẵn có.·Xe có thể cắm sạc từ 6 đến 10 tiếng qua đêm.·Dung lượng này đủ để đáp ứng hầu hết nhu cầu lái xe hàng ngày mà không cần sử dụng bộ sạc nhanh DC. Sạc nhanh DC thông thường (khoảng 50–150 kW)·Đối với các xe tương thích, thời gian thay thế từ 10–80% thường mất 30–60 phút.·Các mẫu xe đời cũ, bộ pin nhỏ hoặc xe có công suất DC hạn chế có thể mất nhiều thời gian hơn.·Đối với nhiều tài xế, việc này vẫn rất phù hợp với một chuyến dừng chân ăn uống hoặc mua sắm. Dòng điện một chiều 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 điện áp trung bình của SOC.·Trong điều kiện thuận lợi – pin đã được chuẩn bị trước, thời tiết ôn hòa, mức SOC ban đầu thấp – chỉ cần 10-20 phút là có thể sạc xe từ mức SOC thấp lên mức đủ dùng cho chặng tiếp theo. Đối với các nhà điều hành trang web, những yếu tố định hình trải nghiệm của người lái xe cũng chính là những yếu tố định hình hiệu quả sử dụng:·SOC đến·kích thước pin và khả năng cung cấp điện một chiều của hỗn hợp xe địa phương·Thời gian thực tế mà các tài xế lựa chọn ở lạiMột địa điểm mà hầu hết các xe đậu trong 45 phút sẽ có hiệu suất hoạt động rất khác so với một địa điểm mà hầu hết các xe chỉ đậu trong 10-15 phút, ngay cả khi công suất sạc được quảng cáo là tương tự nhau.  3.Những lợi ích mà việc dừng chân 10 phút mang lại Tài xế nghĩ theo khoảng cách, chứ không phải theo tỷ lệ phần trăm. Chủ bãi đỗ xe nghĩ theo số lượng xe trên mỗi vị trí đỗ mỗi ngày. Cả hai đều có thể được quy đổi từ cùng một nhóm số liệu cơ bản.Bảng dưới đây sử dụng các ví dụ đơn giản để minh họa trong thực tế việc sạc đầy pin trong mười phút bằng bộ sạc DC công suất cao phù hợp sẽ như thế nào.Nguyên mẫu phương tiệnPin (kWh)Công suất DC tối đa (kW)Năng lượng tiêu thụ trong 10 phút (kWh)*Khoảng cách đã thêm (km)*Trường hợp sử dụng điển hìnhXe SUV cao tốc điện áp cao90250–27035–40150–200Đoạn đường cao tốc dàixe sedan gia đình cỡ trung70150–20022–28110–160Sự kết hợp giữa đô thị và đường cao tốc.Xe điện đô thị nhỏ gọn5080–12013–1870–120Chủ yếu là đường đô thị, thỉnh thoảng có đường cao tốc.Xe tải thương mại hạng nhẹ75120–15020–2590–140Tuyến giao hàng, bổ sung hàng tại kho *Giả định phạm vi SOC thuận lợi (ví dụ: 10–60%) khi sử dụng bộ sạc DC công suất cao tương thích ở nhiệt độ vừa phải. Đối với người đi làm hàng ngày, điểm dừng 10 phút đó có thể đủ cho vài ngày lái xe trong thành phố. Còn đối với người lái xe đường dài, đó có thể là thêm một đoạn đường cao tốc mà không cần lo lắng về phạm vi hoạt động của xe. Nhìn từ góc độ luân chuyển chỗ đỗ xe, bảng số liệu tương tự cho thấy rằng một chỗ đỗ xe công suất cao có thể phục vụ nhiều xe mỗi giờ nếu hầu hết tài xế chỉ cần 10-15 phút, thay vì phải giữ chỗ đỗ gần một giờ cho mỗi xe.  4.Khả năng chịu tải của pin – giới hạn và tuổi thọThời lượng pin là yếu tố giới hạn đầu tiên đối với việc sạc trong mười phút.Hóa học và tốc độ sạc·Mỗi thiết kế pin đều có một tốc độ sạc thực tế (tốc độ C) mà nó có thể chịu được.·Nếu ép pin hoạt động quá mức, lithium có thể bám vào cực dương, làm giảm dung lượng và có thể gây ra các vấn đề về an toàn. Nhiệt·Dòng điện cao gây ra tổn thất bên trong và sinh nhiệt.·Nếu nhiệt không được tản ra đủ nhanh, nhiệt độ pin sẽ tăng lên và hệ thống quản lý pin (BMS) sẽ giảm công suất để duy trì trong giới hạn an toàn. sự phụ thuộc SOC·Pin có khả năng sạc nhanh tốt hơn ở mức SOC thấp và trung bình.·Gần đầy, biên độ an toàn bị thu hẹp và quá trình sạc phải chậm lại. Nghiên cứu về sạc cực nhanh tập trung vào cả ba khía cạnh: vật liệu điện cực mới, hình dạng pin tốt hơn và hệ thống làm mát hiệu quả hơn. Tuy nhiên, sạc rất nhanh vẫn luôn bị giới hạn bởi dải SOC nhất định và đòi hỏi bộ pin và hệ thống tản nhiệt được thiết kế chuyên dụng. Sử dụng trọn đời và hàng ngàyĐối với người lái xe cá nhân, câu hỏi không phải là "pin có chịu được một lần sạc nhanh 10 phút không?" mà là "điều gì sẽ xảy ra nếu tôi làm điều này thường xuyên?" Những điểm chính:·Việc sạc nhanh DC không thường xuyên trong những chuyến đi dài có tác động vừa phải đến tuổi thọ pin.·Việc sử dụng dòng điện một chiều công suất cao thường xuyên, đặc biệt là khi SOC rất cao, có thể đẩy nhanh quá trình lão hóa.·Duy trì mức SOC ở mức vừa phải và để hệ thống quản lý pin (BMS) và hệ thống tản nhiệt hoạt động hiệu quả sẽ giúp ích rất nhiều. Một mô hình thực tế trông như thế này:·Máy lạnh tại nhà hoặc nơi làm việc là xương sống cho nguồn năng lượng hàng ngày.·Sạc nhanh DC khi cần thiết do hạn chế về khoảng cách hoặc thời gian.·Không cần phải tránh hoàn toàn dòng điện một chiều, nhưng cũng không cần phải theo đuổi nó cho từng kWh. Đối với các đội xe và các nhà điều hành dịch vụ gọi xe sử dụng sạc nhanh DC, tuổi thọ pin trở thành một phần của mô hình kinh doanh. Các chiến lược sạc, khoảng thời gian duy trì trạng thái sạc (SOC) và vị trí đặt trạm sạc cần được lựa chọn sao cho phù hợp với cả khả năng cung cấp xe và chi phí thay thế pin.  5.Phần cứng hỗ trợ sạc ở mức 10 phútViệc cung cấp năng lượng hữu ích trong vòng mười phút không chỉ phụ thuộc vào chiếc xe. Mọi thứ, từ kết nối lưới điện đến cửa nạp nhiên liệu của xe, đều phải xử lý được công suất cao một cách ổn định. Chuỗi này thường có dạng như sau:·Lưới điện và máy biến ápCông suất hợp đồng và định mức máy biến áp đủ cho nhiều bộ sạc công suất cao, cộng với tải của tòa nhà. ·Bộ sạc DCCác mô-đun nguồn được thiết kế với kích thước phù hợp với công suất dự kiến ​​cho mỗi khoang, cùng với thiết kế tản nhiệt có thể xử lý công suất cao liên tục. Chia sẻ nguồn điện thông minh giữa các đầu nối khi nhiều xe cắm vào một tủ. ·Cáp DCỞ dòng điện hàng trăm ampe, cáp làm mát bằng không khí thông thường sẽ 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 dễ quản lý. ·Đầu nối DCĐầu nối phải dẫn dòng điện đó qua các tiếp điểm của nó trong khi vẫn kiểm soát được nhiệt độ và điện trở tiếp xúc. Nó cũng cần phải chịu được hàng nghìn chu kỳ kết nối, sự va đập mạnh và điều kiện thời tiết khắc nghiệt, thường ở mức độ bảo vệ chống xâm nhập cao. ·Cổng kết nối và ắc quy xeĐầu vào phải phù hợp với tiêu chuẩn kết nối và định mức dòng điện; pin và hệ thống quản lý pin (BMS) phải thực sự 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 yếu tố cốt lõi trong 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 xe điện và hệ thống cáp DC làm mát bằng chất lỏng được thiết kế đặc biệt cho hoạt động công suất cao liên tục chứ không phải chỉ những xung điện ngắn hạn không thường xuyên.  6.Lập kế hoạch cho một địa điểm DC công suất caoKhi các nhà điều hành điểm sạc hoặc chủ dự án xem xét kiểu sạc "10 phút", việc sao chép giá trị công suất cao nhất từ ​​tài liệu quảng cáo hiếm khi là cách tốt nhất để bắt đầu.Một cách tiếp cận thực tế hơn là bắt đầu từ việc xác định cách thức trang web sẽ thực sự được sử dụng. Vị trí và hành vi·Các tuyến đường cao tốc thường có thời gian lưu trú ngắn và kỳ vọng cao về tốc độ.·Các bãi đỗ xe thương mại đô thị và các điểm đến giải trí có thời gian lưu trú tự nhiên, vì vậy 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 sạc nhanh theo nhu cầu. Thời gian lưu trú mục tiêu và số lượng xe mỗi ngày·Hãy xác định thời gian trung bình một xe nên đậu và số lượng xe mà mỗi vị trí đỗ nên phục vụ.·Những con số này cho thấy công suất cần thiết cho mỗi khoang lớn hơn nhiều so với những gì quảng cáo tuyên bố. Sơ đồ nguồn·Hãy xác định xem có bao nhiêu khoang, nếu có, thực sự cần công suất 250–350 kW.·Các khoang khác có thể được sử dụng hiệu quả hơn ở mức công suất 60–120 kW, vẫn được coi là "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 và rẻ hơn, nhưng chúng hạn chế dòng điện và có thể trở nên nặng hơn khi công suất tăng.·Cáp làm mát bằng chất lỏng và đầu nối dòng điện cao có giá thành cao hơn nhưng cho phép rút ngắn thời gian thao tác và tăng tốc độ luân chuyển thiết bị tại những vị trí phù hợp.·Trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt hoặc sử dụng thương mại cường độ cao, việc làm kín, giảm ứng suất và độ bền cần được chú trọng hơn. Vận hành 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.·Việc đào tạo nhân viên và hướng dẫn sử dụng rõ ràng giúp giảm thiểu việc sử dụng sai cách và kéo dài tuổi thọ thiết bị. Nhiều nhóm thấy việc quản lý sự phức tạp này dễ dàng hơn với một danh sách kiểm tra nội bộ ngắn gọn: trường hợp sử dụng chính, thời gian lưu trú mục tiêu, số lượng xe mục tiêu mỗi vị trí mỗi ngày, và sau đó là công suất bộ sạc, công nghệ cáp và định mức đầu nối phù hợp với sự kết hợp đó.  7.Ai là người hưởng lợi nhiều nhất từ ​​việc sạc pin 10 phút?Không phải ai cũng cần tham gia các buổi tập kéo dài mười phút.Tài xế riêng đường dài·Một vài bến đỗ xe công suất cao thực sự dọc theo hành lang có thể thay đổi hoàn toàn hành trình của họ.·Họ có thể chỉ cần sử dụng chúng vài lần một năm, nhưng tác động của chúng đến sự tự tin lại rất lớn. Các dịch vụ gọi xe, taxi và giao hàng·Thời gian sạc pin là thời gian không kiếm được tiền.·Đối với những người dùng này, ngay cả việc giảm thời gian dừng từ 30 phút xuống còn 15 phút cũng có thể tạo ra sự khác biệt đáng kể trên toàn bộ đội xe.·Tuy nhiên, tính khả dụng có thể dự đoán được và việc lập kế hoạch thông minh thường quan trọng hơn giá trị công suất đỉnh tuyệt đối. Người đi làm trong thành phố có thể sạc điện tại nhà hoặc nơi làm việc.·Hầu hết nhu cầu năng lượng hàng ngày có thể được đáp ứng bằng máy điều hòa không khí.·Việc cung cấp nguồn điện một chiều công suất trung bình thỉnh thoảng gần các khu mua sắm hoặc giải trí thường là đủ.·Đối với nhóm này, việc sử dụng nhiều ổ cắm ở những vị trí thích hợp sẽ hiệu quả hơn một ổ cắm siêu tốc duy nhất. Từ góc độ quy hoạch mạng lưới, điều này có nghĩa là trạm sạc siêu nhanh nên được đặt ở các hành lang và trung tâm cụ thể, chứ không phải ở mọi ngóc ngách của mọi thành phố.  8.Thời gian sạc 10 phút có thể thay đổi như thế nào trong thập kỷ tới?Một số xu hướng có thể khiến việc sạc nhanh trở nên nhanh hơn, ngay cả khi tiêu đề "mười phút" vẫn chỉ là trường hợp ngoại lệ chứ không phải thói quen hàng ngày.·Các nền tảng điện áp cao hơn đang dần thâm nhập vào phân khúc giá phổ thông.·Các thiết kế pin có thể chấp nhận tốc độ sạc cao hơn trong phạm vi an toàn, được hỗ trợ bởi khả năng quản lý nhiệt mạnh mẽ hơn.·Quản lý năng lượng thông minh hơn ở cấp độ địa điểm và, trong một số trường hợp, lưu trữ cục bộ để giảm thiểu các hạn chế của lưới điện trong khi vẫn cung cấp công suất đỉnh cao cho xe cộ. Đối với các dự án công suất lớn, việc xem xét các lộ trình nâng cấp là điều hợp lý: đường ống dẫn, thiết bị đóng cắt, vị trí lắp đặt bộ sạc, cáp và đầu nối có thể được bảo trì và nâng cấp khi xe cộ phát triển, mà không cần phải xây dựng lại toàn bộ khu vực.  9.Những việc cần làm ngay bây giờ: tài xế, đội xe và chủ sở hữu trang webDành cho tài xế:·Đừng mong đợi sạc đầy pin trong mười phút, và bạn cũng không cần đến chế độ sạc đầy cho hầu hết các chuyến đi.·Với chiếc xe và bộ sạc phù hợp, chỉ cần mười đến mười lăm phút là đã có thể tăng thêm một quãng đường đáng kể.·Hãy coi sạc nhanh như một công cụ trong số nhiều công cụ khác, chứ không phải là cách duy nhất để cung cấp năng lượng cho xe. Dành cho đội tàu:·Hãy xây dựng kế hoạch sạc điện dựa trên vị trí thực tế đậu xe và cấu trúc tuyến đường.·Sử dụng nguồn DC công suất cao ở những nơi mà nó cải thiện rõ rệt khả năng hoạt động của xe, đủ để bù đắp chi phí, và điều chỉnh phạm vi SOC để bảo vệ tuổi thọ của bộ pin. Dành cho chủ sở hữu trang web và các nhà cung cấp dịch vụ khách hàng (CPO):·Hãy bắt đầu từ các trường hợp sử dụng, mô hình lưu lượng truy cập và thời gian dừng mong muốn, sau đó tính toán công suất, cáp và đầu nối cho phù hợp.·Đối với những địa điểm thực sự cần hoạt động ở công suất cao, hãy đầu tư vào các đầu nối DC dòng điện cao và công nghệ cáp phù hợp; chúng là cơ sở hạ tầng cốt lõi, chứ không phải là các tùy chọn bổ sung.  Câu hỏi thường gặp: Sạc xe điện trong 10 phútLiệu ngày nay bất kỳ xe điện nào cũng có thể sạc đầy trong 10 phút?Đối với các xe điện chở khách hiện nay, việc sạc đầy từ 0–100% trong mười phút là không thực tế. Thời gian sạc nhanh luôn gắn liền với một khoảng dung lượng pin nhất định, chẳng hạn như 10–80%, và giả định sử dụng bộ sạc DC công suất cao tương thích. Ngay cả những chiếc xe sạc nhanh nhất cũng vẫn giảm tốc độ đáng kể khi gần đạt đến mức sạc cao để bảo vệ pin. Một chiếc xe điện thông thường có thể đi thêm được bao nhiêu quãng đường trong 10 phút dừng chân?Với bộ sạc DC công suất cao phù hợp, nhiều xe điện hiện đại có thể tăng thêm khoảng 70–200 km quãng đường di chuyển trong mười phút. Con số chính xác phụ thuộc vào dung lượng pin, công suất DC tối đa mà xe chấp nhận, nhiệt độ và tình trạng sạc khi bạn đến nơi. Trong điều kiện thuận lợi, thời gian sạc 10 phút thường đủ để di chuyển trong vài ngày hoặc thêm một chặng đường cao tốc. Sạc nhanh có luôn gây hại cho pin xe điện không?Sạc nhanh sẽ gây thêm áp lực so với sạc AC thông thường, đặc biệt nếu sử dụng thường xuyên và sạc đến mức rất cao. Các bộ pin hiện đại, hệ thống tản nhiệt và phần mềm quản lý pin được thiết kế để giữ cho các cell pin hoạt động trong giới hạn an toàn và sẽ giảm công suất khi cần thiết. Việc sạc nhanh DC thỉnh thoảng trong các chuyến đi thường không sao; nhưng sử dụng nó hàng ngày như phương pháp sạc chính có thể đẩy nhanh quá trình lão hóa và tốt hơn hết nên được quản lý bằng cách thiết lập khoảng thời gian sạc hợp lý. Việc sạc xe điện siêu nhanh mang lại hiệu quả cao nhất ở những khu vực nào?Sạc DC siêu nhanh mang lại giá trị cao nhất trên các tuyến đường cao tốc đông đúc, các kho bãi và trung tâm giao thông nơi xe cần quay đầu nhanh chóng. Các tài xế cá nhân đường dài, các đội xe dịch vụ gọi xe và xe giao hàng sẽ được hưởng lợi nhiều nhất từ ​​thời gian dừng ngắn hơn và tốc độ luân chuyển xe cao hơn. Tại các khu vực đô thị với thời gian dừng tự nhiên dài, số lượng lớn các 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. Liệu tất cả các bộ sạc công suất cao đều cho tốc độ sạc thực tế như nhau?Không nhất thiết. Công suất ghi trên vỏ bộ sạc chỉ là một phần của câu chuyện; giới hạn DC của chính xe, đường cong sạc, định mức của cáp và đầu nối, nhiệt độ và số lượng xe dùng chung một vỏ 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, thường mang lại trải nghiệm tốt hơn so với một bộ sạc có "con số lớn hơn" nhưng lại được sử dụng ngoài điều kiện lý tưởng.  Workersbee hợp tác với các nhà sản xuất bộ sạc và chủ sở hữu địa điểm để thiết kế. Đầu nối EV và cáp sạc DC cho CCS2CCS1, GB/T và các tiêu chuẩn công suất cao khác. Khi pin, bộ sạc, cáp và đầu nối được quy định là một hệ thống thống nhất thay vì các bộ phận riêng lẻ, việc dừng sạc mười phút trở thành một phần có thể dự đoán được trong trải nghiệm sạc ở những nơi thực sự mang lại giá trị.