Hướng dẫn toàn diện về tính toán sạc EV: Chia sẻ kinh nghiệm đến các chủ sở hữu mới
- Giới thiệu về xe điện:
Khi chúng ta đặt mua một chiếc ô tô điện, ta hoàn toàn không biết về việc sạc pin. Chúng ta cần làm gì trước khi xe đến? Chúng ta có cần một thợ điện không? Chúng ta yêu cầu những gì? Chúng ta cần loại phích cắm nào?
Hóa ra chúng ta không cần phải lo lắng về việc mang chiếc xe điện mới của mình về nhà. Những gì chúng tôi học được cũng có thể mang lại cho bạn sự tự tin.
Chúng tôi bắt đầu bằng cách tập trung vào loại phích cắm (đầu sạc) – thứ trông giống như một vòi phun xăng đi vào ô tô – nhưng dần dần nhận ra rằng chúng tôi nên bắt đầu với ngôi nhà, nơi chúng tôi phải đối mặt với những lựa chọn đầu tiên.
Ngôi nhà của chúng tôi nhận được điện từ lưới điện, trong trường hợp của chúng tôi là PECO, và có các ổ cắm nối đất. Ổ cắm tường điển hình ở Hoa Kỳ (110V, về mặt kỹ thuật là 120V) tuân theo tiêu chuẩn của Hiệp hội các nhà sản xuất điện quốc gia (NEMA). Nhiều ngôi nhà – bao gồm cả của chúng tôi – có ổ cắm nối đất với hai lưỡi và một chốt. Đây là NEMA 5-15.
Xe của chúng tôi sẽ đi kèm với bộ sạc gia đình cắm vào ổ cắm 3 chấu tiêu chuẩn đó. Điều này sẽ “sạc nhỏ giọt” giúp chiếc xe có phạm vi hoạt động từ 5 đến 8 kilomet cho mỗi giờ sạc. Tất cả các xe ô tô điện mới ở Hoa Kỳ đều đi kèm bộ sạc, nhưng các bộ dụng cụ [2], bao gồm cả đầu nối, sẽ khác nhau [3].
- Những vấn đề quan ngại:
Hãy tạm dừng một phút và nói về các điều quan ngại. Rất nhiều cuộc thảo luận về việc sạc pin nói về việc sạc từ lúc cạn đến lúc đầy như thể sạc một chiếc xe hơi giống như đổ đầy một bình. Phép loại suy đó có vẻ thiếu sót. Nếu nhà chúng tôi có máy bơm xăng riêng và một hệ thống bơm xăng khi chúng tôi ngủ, chúng tôi sẽ giữ cho bình đầy. Hầu hết mỗi đêm 1 hoặc 2 gallon là đủ. Với ô tô điện, chúng tôi dự định sẽ sạc ô tô hàng đêm khi giá điện thấp nhất. Tính năng sạc nhỏ giọt sẽ cung cấp khoảng 50km lái xe mỗi ngày, nhiều hơn những gì chúng tôi mong đợi.
Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta bắt đầu lái xe nhiều hơn? Chúng tôi có những lựa chọn nào? Sạc nhanh hơn cần nhiều điện hơn – mạch 220V (về mặt kỹ thuật là 240V) với cường độ dòng điện đủ để sạc ô tô.
- Bạn sẽ đi được bao xa mới một lần sạc:
Dưới đây là ước tính sơ bộ về khoảng thời gian một giờ sạc ở 220V [4]: 20km @ 20 amps, 30km @ 30, 40 @ 40, 48 @ 50, 58 @ 60 và 60 @ 70 hoặc 80.
Ví dụ, một chiếc ô tô có phạm vi 160km sẽ sạc trong 5 đến 6 giờ trên mạch 30 amp. Những con số quãng đường này dựa trên định mức cường độ dòng điện của mạch – số danh định trên CB [5].
Hãy nhớ rằng một số ô tô điện hiệu quả hơn và sẽ đi được quãng đường tốt hơn những ô tô khác. Kỹ thuật cũng rất quan trọng: Một cú chạm nhẹ vào chân ga có thể hoạt động tốt hơn một cú chạm mạnh.
- Giới hạn dòng sạc được thiết lập trong ôtô:
Bạn có thể nghĩ rằng cường độ dòng điện càng cao càng tốt. Điều đó có lý, nhưng mỗi ô tô có khả năng sạc riêng biệt. Mỗi mô hình là khác nhau. Mini Cooper SE, nhỏ, có công suất sạc thấp – 7,2 kW [6] – trong khi Lucid Air có công suất cao – hơn 19 kW [7].
Mạch 80-amp là quá mức cần thiết nếu ô tô có khả năng sạc thấp. Một công thức đơn giản giúp chúng ta quyết định cường độ dòng điện chúng ta cần. Mối quan hệ giữa amps, vôn và watt được biểu thị bằng “Amps = Watts / Volts”. Điện áp sẽ là 240, do đó, phép toán cho chúng ta biết 30 ampe là phù hợp với MINI (7,2kW) và Lucid Air (19,2 kW) có thể xử lý 80. Không có vấn đề gì khi cài đặt lớn hơn trong trường hợp bạn cần nhiều điện hơn đường bộ.
- Các trạm sạc dân dụng:
Tại thời điểm này, chúng ta hãy truy cập lại thiết lập trang chủ. Ổ cắm 3 chấu điển hình sẽ hoạt động với bộ sạc trên ô tô của bạn. Lưu ý rằng các nhà sản xuất xe hơi khuyên bạn nên kiểm tra với thợ điện. Nếu bạn quyết định rằng bạn cần 220V để sạc nhanh hơn, hãy kiểm tra với đại lý của bạn. Bộ dụng cụ của bạn có thể hoạt động với 220V hoặc đại lý có thể có một bộ làm như vậy. Nếu không, bạn có thể mua một trạm sạc.
Các trạm sạc có giá từ 500$ đến 1,000$ và có nhiều phân cấp khác nhau. Chúng có thể cắm vào hoặc được đấu nối. Điểm hấp dẫn của bộ sạc cắm là bạn có thể mang theo khi di chuyển. Nếu yêu cầu nhiều hơn 50 ampe, trạm thường được nối cứng với mạch. Một thợ điện có thể lắp đặt mạch điện và đấu nối trạm.
- Các lựa chọn trạm sạc:
Nếu bạn duyệt qua một nhà cung cấp, chẳng hạn như Clipper Creek, bạn sẽ thấy nhiều sản phẩm có thông số kỹ thuật tương tự – ví dụ: một sẽ có phích cắm NEMA 14-50, một sẽ có NEMA 6-50 và một sẽ được đấu nối. 14-50 dường như là phổ biến nhất.
Một số gia đình có thể có ổ cắm 240V hiện tại không tương thích với bộ sạc. Điều đó có thể dễ dàng sửa chữa bằng bộ chuyển đổi. [8]. Tất cả các dây và phích cắm bạn kết nối phải được xếp hạng bằng hoặc thấp hơn mức xếp hạng bộ ngắt mạch. Bạn có thể cắm bộ sạc 30 amp vào mạch 50 amp, nhưng không cắm bộ sạc 50 amp vào mạch 30 amp. Bộ sạc có thể bị cháy do quá tải.
Bây giờ chúng tôi đã hoàn thành phần bên trong ngôi nhà. Chúng tôi đã chọn điện áp của mình – 110V hoặc 220V – và cường độ dòng điện – 15 đến 80. Bộ sạc của chúng tôi được cắm vào hoặc được nối dây cứng. Hãy xem xét cách chúng ta kết nối với ô tô.
Hóa ra ở Hoa Kỳ, đầu nối chủ yếu là SAE J1772. Teslas có phích cắm độc quyền nhưng công ty cung cấp bộ chuyển đổi J1772 [9].
- Các cấp độ sạc:
Sạc có các cấp độ: Cấp độ 1 và cấp độ 2 là cấp độ dân cư; Sạc nhanh DC (đôi khi được gọi là mức 3) là loại thương mại [10]. Mức 1 là 110V; mức 2 là 220V. Khi chúng tôi nói về sạc tại nhà trước đó, chúng tôi đang mô tả cấp độ 1 và 2.
Các trạm sạc thường chỉ có bộ sạc nhanh cấp 2 và DC (cấp 1 quá chậm). Vậy sạc nhanh DC là gì?
DC là viết tắt của dòng điện một chiều. Nhà bạn sử dụng dòng điện xoay chiều (AC); các thiết bị chạy bằng pin như đèn pin và điện thoại di động sử dụng dòng điện một chiều, cũng như ô tô chạy bằng pin của bạn. Bộ sạc DC bỏ qua bộ chuyển đổi AC-DC trong ô tô của bạn để sạc trực tiếp vào pin. Lợi ích chính là tốc độ sạc.
- Chuẩn sạc DC:
Cũng giống như với sạc dân dụng, có một đầu nối tiêu chuẩn cho sạc nhanh DC. Đó là CCS1 ở Hoa Kỳ; CCS2 ở Châu Âu [11]. Tiêu chuẩn CCS1 kết hợp J1772 với đầu nối dòng điện một chiều.
Có những ngoại lệ đối với tiêu chuẩn – CHAdeMO và Tesla. CHAdeMO chủ yếu chỉ được sử dụng bởi hai nhà sản xuất ô tô – Nissan và Mitsubishi – và đang được loại bỏ dần theo tiêu chuẩn CCS. Ô tô có CCS1 không thể sử dụng CHAdeMO.
Trường hợp ngoại lệ khác là Tesla, không sử dụng CCS ở Hoa Kỳ. Tesla có một chương trình thử nghiệm ở châu Âu để cho những chiếc xe điện khác sạc nhanh tại các trạm sạc của Tesla. Nếu Tesla mở bộ sạc nhanh DC, các xe điện khác sẽ cần một bộ chuyển đổi. Mặt khác, Teslas mới hơn có thể sử dụng bộ chuyển đổi [12] để sạc tại các trạm được trang bị CCS.
Bộ sạc nhanh DC có công suất từ 20 đến 350 kW. Ở tầm thấp, bạn có thể đạt được cự ly gần 160km trong một giờ.
Sạc nhanh DC, giống như sạc 220V, bị giới hạn bởi ô tô. Giới hạn sạc dòng điện trực tiếp cho MINI Cooper là 50 kW [13]; Lucid Air có thể xử lý 350 kW. Hầu hết ô tô sẽ đi từ 0% đến 80% trong vòng chưa đầy một giờ. Quá trình sạc chậm lại khoảng 80%, vì vậy có thể không đáng chờ đợi để đạt mức 100%.
- Các trạm sạc được đặt ở đâu:
Có bản đồ và ứng dụng để giúp bạn tìm các trạm sạc. Ngoài các mạng lưới thương mại, các đại lý xe hơi thường có bộ sạc công cộng cũng như các văn phòng chính phủ, trung tâm mua sắm và khách sạn. Mạng lưới tính phí đang phát triển nhanh chóng.
ChargeHub và PlugShare lập bản đồ nhiều trạm như vậy và chính phủ liên bang có một trang web. Các trạm sạc được vận hành bởi các nhà cung cấp thương mại bao gồm ChargePoint, EVgo, ElectrifyAmerica và tất nhiên, Tesla.
Cần biết rằng các trạm thu phí thường chọn lọc những gì họ cung cấp. Các trạm Tesla không có bộ sạc CHAdeMO hoặc CCS1.
Một số trạm công cộng chỉ có bộ sạc cấp 2 chậm hơn. Về mặt tốt, bất kỳ xe điện nào cũng có thể sử dụng bất kỳ loại trạm sạc cấp 2 nào với bộ chuyển đổi phù hợp [14] [15].
- Quyết định của chúng tôi:
Chúng ta sẽ bắt đầu với bộ phụ kiện đi kèm theo xe và sử dụng ổ cắm 110V hiện có trong ga ra của chúng ta. Điều này là đủ vì chúng tôi thường lái xe ít hơn 50km một ngày. Chúng tôi sẽ gọi một thợ điện để nhận được sự phù hộ của họ, nhưng vì không có tải trong gara vào lúc nửa đêm, chúng tôi hy vọng ổ cắm hiện có sẽ ổn.
Nếu chúng tôi phát hiện ra rằng chúng tôi đang lái xe hơn 50km một ngày, chúng tôi sẽ lắp đặt một trạm sạc được nối với mạch 50-amp. Tủ công tắc điện cho ngôi nhà của chúng tôi nằm trên một bức tường đối diện với đường lái xe, vì vậy khoảng cách đi dây sẽ chỉ là một vài mét. Chúng tôi sẽ không cần một cửa hàng mới; chúng tôi sẽ không cần bộ điều áp ổ cắm. Chúng tôi không bao giờ cần phải lo lắng về đầu nối đi vào ô tô.
Nhìn lại, nó (gần như) có vẻ đơn giản.
Nguồn:
Comprehensive Guide To EV Charging: New Owner Shares Experience (insideevs.com)
[1] NEMA Plugs courtesy of Orion Lawler – Creative Commons Attribution Share Alive 3.0 Unported
[2] According to “What Are the Different Levels of Electic Vehicle Charging,” Forbes
[3] Electric car connector diagram at Wikipedia
[4] “A Quick Guide to How Much Current You Need” at ChargePoint
[5] The National Electrical Code requires a continuous load remain below 80% of the circuit rating. See “Sizing a Circuit Breaker” at Electrical Construction and Maintenance
[6] MINI Cooper SE press release
[7] 2020 Press Release from Lucid Motors
[8] An example is this 14-30 to 14-50 adapter at Amazon
[9] J1772 Charging Adapter at Tesla.com
[10] “What Are The Different Levels of Electrical Vehicle Charging?”, Forbes
[11] Charging station connectors at Wikipedia
[12] Tesla CCS1 Adapter at InsideEVs.com
[13] Mini Electric – 2020 at pod-Point.com
[14] J1772 Charging Adapter at Tesla.com
[15] Lectron – Tesla to J1772 Charging Adapter
Bài Viết Liên Quan
