SẠC AC VÀ DC LÀ GÌ?

Người ta thường nghe các thuật ngữ sạc AC và DC liên quan đến xe điện – EV. Vì nó đã được lặp lại rằng tất cả sạc pin là DC, khi đó, mệnh giá của sạc AC và DC có thể xuất hiện dưới dạng oxymoron (phép nghịch hợp của hai khái niệm đối lập nhau – LTC). Tuy nhiên, thuật ngữ này liên quan đến việc sạc pin bên trong EV và cho biết loại điện được cung cấp cho EV. Trước khi cân nhắc về sạc AC và DC, cần phải thảo luận Thiết bị Dịch vụ Xe điện – EVSE là gì.

Thiết bị chuyên dụng được gọi là Thiết bị Dịch vụ Xe điện hoặc EVSE là  một thiết bị cần thiết để sạc pin bên trong xe điện. EVSE chủ yếu bao gồm một thiết bị có thể chuyển điện từ lưới điện sang EV. Điều tiếp theo mà EVSE có thể có là một thiết bị cho phép thiết bị chuyển điện ở trên và BMS giao tiếp với nhau. Cũng cần có một số mạch bảo vệ từ góc độ an toàn. Nhìn chung, EVSE giúp kết nối EV với lưới điện và chắc chắn có thiết bị chuyển điện, nơi có thể tùy chọn mạch giao tiếp và bảo vệ. Hai cách sau có rất nhiều ý nghĩa về cách truyền điện hoặc ” Chế độ ” sạc – sẽ được xem xét sau.

Trở lại với câu hỏi thô sơ về AC và DC, tất cả những gì cần xem xét là “lắp đặt bộ sạc pin ở đâu”. Bộ sạc pin có thể được đặt bên trong hoặc bên ngoài EV. Điển hình trong trường hợp bộ sạc nằm bên trong EV, quá trình sạc được gọi là sạc AC và ngược lại được gọi là sạc DC. Điều này ngụ ý rằng trong trường hợp sạc AC, đầu vào cho (bộ sạc bên trong) EV là AC. Tương tự đối với sạc DC, đầu vào được cung cấp cho EV là DC .

Tìm hiểu sâu hơn một bước, nếu nguồn AC được cấp cho EV, điều cần thiết là phải có một thiết bị bên trong EV để đảm nhiệm việc chỉnh lưu AC-DC và chuyển đổi DC-DC khác nếu cần, trước khi cung cấp cho nó vào pin. Quá trình sạc tương đối đơn giản và nó đòi hỏi phải cắm EV vào bất kỳ ổ cắm AC nào và nó sẽ được sạc. Do đó, không có gì ngạc nhiên khi hầu hết tất cả các EV đều có bộ sạc AC trên bo mạch. Sự hiện diện của bộ sạc trên xe mang đến khả năng sạc xe điện bằng cách cắm ở bất kỳ đâu. Tuy nhiên, quyền tự do làm như vậy bị giới hạn bởi ” Loại ” phích cắm mà EV có thể lắp vào, sẽ được khám phá ở cuối bài viết này.

Một khía cạnh quan trọng khác ở đây là bộ sạc trên bo mạch sẽ làm tăng thêm trọng lượng của EV. Trọng lượng của bộ sạc trên bo mạch thường tăng lên khi công suất đầu ra tăng lên. Thêm bất kỳ mạch nào khác lên trên mạch cơ bản cũng có ý nghĩa sẽ tăng thêm về trọng lượng. EV đã “nặng” so với trọng lượng của pin và bộ truyền động, và trường hợp tối ưu để thiết kế EV là cố gắng giảm thêm bất kỳ trọng lượng nào càng nhiều càng tốt. Trọng lượng của một chiếc xe điện cũng có mối tương quan trực tiếp đến hiệu quả năng lượng và khả năng chuyên chở hành khách của nó. Có thể thấy, các bộ sạc trên bo mạch thường có công suất thấp và không có các phần tử mạch phức tạp – bộ phần mà có thể cung cấp thêm quyền kiểm soát đối với quá trình sạc. Điều quan trọng là phải nhận ra rằng bất kỳ thiết bị bổ sung nào, chẳng hạn như những gì cần thiết để kiểm soát hoặc thay đổi tốc độ của quá trình sạc phải được đặt cùng với EVSE. Từ khía cạnh an toàn, thường không khuyến khích việc trang bị bộ sạc dung lượng cao trên bo mạch.

Mặt khác, để sạc DC, bộ chỉnh lưu AC-DC là một phần vốn có của EVSE. Do đó, có thể cung cấp DC trực tiếp cho pin, bỏ qua bộ sạc trên bo mạch như thể hiện trong hình trên. Một ưu điểm ở đây là việc hạn chế trọng lượng hoặc khả năng truyền tải điện không còn được áp dụng nữa. Nhiệt tạo ra trong quá trình chỉnh lưu cũng có thể được xử lý riêng biệt. Do đó, hạn chế duy nhất ở đây là lượng điện năng mà pin có thể nhận được. Điều này mang lại cơ hội sạc nhanh hơn, miễn là pin có khả năng nhận được năng lượng cao như vậy.

Theo báo cáo của AEEE ” Sạc phương tiện xe buýt của Ấn Độ ” trình bày các công nghệ sạc liên quan đến xe buýt điện. Trong trường hợp xe buýt, nghiên cứu báo cáo rằng công suất đầu ra của bộ sạc DC có thể từ 50-600 kW, trong khi bộ sạc AC cao nhất chỉ là 80 kW. Đúng là nguồn điện sạc AC thường thấp hơn nguồn điện sạc DC . Tuy nhiên, điều quan trọng là không nên kết luận rằng sạc DC nhanh và AC chậm. Các lập luận về chậm và nhanh sẽ được trình bày trong một bài viết tiếp theo của loạt bài này.

Mặt khác, sạc DC đòi hỏi các hệ thống giao tiếp và giao thức phức tạp giúp bộ sạc có thể phối hợp với BMS. Hai trong số các giao thức truyền thông phổ biến nhất liên quan đến sạc DC là Tiêu chuẩn sạc kết hợp (CCS) của Châu Âu và CHAdeMO của Nhật Bản . Cả hai đều có một phích cắm riêng biệt để kết nối được hiển thị trong hình ảnh bên dưới. Trong khi Nissan Leaf tuân theo tiêu chuẩn CHAdeMo để sạc, thì mẫu xe mới nhất tại thị trường Ấn Độ là Hyundai Kona sử dụng CCS. Chúng ta sẽ tìm hiểu thêm về CCS và CHAdeMo sau.