Một trạm sạc công suất lớn chưa hẳn đã "vừa miếng" với chiếc xe chỉ có thể nhận được công suất nhỏ.
Xe điện của bạn có dung lượng pin 40 kWh dùng cổng sạc công suất 2 kW thì mất 20 tiếng mới đầy, theo công thức cơ bản là dung lượng chia cho công suất. Vậy liệu cũng chiếc xe đó, cắm vào trạm sạc công suất 350 kW thì chỉ cần mất 40/350=0,11 giờ hay gần 7 phút là đầy? Câu trả lời là không. Bởi lẽ xe được cho ăn 350 kW, nhưng thực tế lại chỉ có thể "tiêu hóa" ít hơn con số 350 rất nhiều.
Vậy vì sao có xe ăn được nhiều hơn, xe ăn được ít hơn trong cùng một lần nhai? Đó là bởi sức khỏe hệ tiêu hóa và tích trữ năng lượng của xe là khác nhau, phụ thuộc vào các yếu tố công nghệ, vật liệu, cách thức chế tạo... Thành phần quan trọng nhất của hệ tiêu hóa, chính là pin.
Pin lithium dùng cho xe điện hiện nay có nhiều loại, và đều chịu hiệu ứng khi sạc nhanh là sinh nhiệt. Khi điện đổ vào quá nhiều, nhiệt tăng cao sẽ gây ra hiện tượng mạ lithium lên cực dương, giảm bớt khả năng tích điện (chai pin), và còn có thể gây ra hiện tượng hình thành chuỗi vật liệu lithium, nếu chuỗi này dài đến mức chạm cực âm, thì pin sẽ... cháy. Vì vậy vật chất, cách thức chế tạo pin, và quan trọng nhất là khả năng làm mát của pin thế nào... sẽ quyết định chiếc xe nên được sạc thế nào.
Cơ cấu dòng điện khi sạc. Ảnh:
Green Energy Consumers
Về cơ bản, sạc xe điện có hai dạng là điện xoay chiều (AC) và điện một chiều (DC). Pin sử dụng điện một chiều. Điện xoay chiều thường là các nguồn điện dân dụng, với điện áp và công suất sạc thấp hơn điện một chiều là các trạm lớn được thiết kế riêng ở các trung tâm thương mại hay đại lý...
Để pin có thể "tiêu hóa", khi điện xoay chiều vào xe sẽ được chuyển thành điện một chiều trước khi tới pin. Bộ phận đảm nhiệm vai trò này là OBC (Onboard Charger). Ngoài ra, OBC còn có chức năng bảo đảm pin được sạc theo cách đúng nhất, để đảm bảo an toàn và tuổi thọ. Và OBC chính là thứ quyết định xe được phép "ăn" dòng điện tối đa bao nhiêu kW.
Hình ảnh phía trên mô phỏng cơ cấu dòng điện cơ bản nạp vào xe thông qua các bộ phận nào khi sạc. Ngoài OBC, một bộ phận quan trọng khác là EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment –EVSE) hay gọi là củ sạc, nằm bên ngoài xe, cắm vào ổ điện. Vậy chức năng của EVSE là gì?
EVSE tạo ra nguồn điện "sạch" và chuẩn để OBC có thể "tiêu hóa" mà không ảnh hưởng đến an toàn và tuổi thọ của pin, đồng thời điều chỉnh dòng sạc thông qua lệnh chỉ huy từ OBC. Khi sạc pin sử dụng điện AC (220 V hay 3 pha 380 V) thì OBC là thiết bị đóng vai trò trọng yếu cho việc sạc nhanh bao nhiêu.
Nếu với nguồn điện 220 V, OBC chỉ sử dụng công suất vài kW (2-4 kW), việc này làm quá trình sạc khá lâu. Ví dụ xe có pin 80 kWh sẽ cần gần 40 tiếng để sạc đầy với dòng 2,2 kW. Nhưng câu chuyện lập tức thay đổi khi sử dụng nguồn 3 pha, lúc này các OBC cho phép nhận dòng lên tới 22 kW. Với dòng này, pin 80 kWh lại chỉ cần gần 4 tiếng để sạc đầy, hoặc 3 tiếng để sạc từ 20% lên 80% (mức tối ưu khi sạc).
Loại OBC cho nhận dòng 22 kW có thể nói hiện tại khá hiếm và chỉ lắp trên các xe đắt tiền, ở các xe đỡ đắt hơn thường thấy loại 11 kW, và ở dạng xe phổ thông ta sẽ thấy các con số như 3,3 hay 7 kW. Theo thống kê ở các nước phương Tây thì 85% việc sạc xe diễn ra ở nhà, 10% ở công sở, siêu thị, các điểm ăn chơi giải trí. Các nơi này lắp sẵn các trạm sạc AC (EVSE), với công suất 11kW hoặc 22kW. Nhưng một chiếc xe có OBC 7 kW thì dù có dùng trạm 22 kW cũng vẫn chỉ nhận 7 kW mà thôi.
Những trạm sạc nhanh cung cấp dòng một chiều DC: tất cả những trạm có công suất trên 22 kW hiện nay được hiểu là trạm sạc dòng một chiều DC. Lúc này trạm sạc EVSE cung cấp trực tiếp dòng DC, thay thế vai trò của OBC. Nhưng như đã nói, nếu chiếc xe chỉ có thể chấp nhận dòng nhanh nhất 60 kW, thì dù bạn có cắm nó vào trạm 350 kW, kết quả vẫn thế.
