Rõ ràng, BEV là xu hướng của ngành công nghiệp ô tô năng lượng mới. Vì các vấn đề về pin không thể được giải quyết trong thời gian ngắn nên các cơ sở sạc được trang bị rộng rãi để giải quyết mối lo ngại về sạc của ô tô. Đầu nối sạc là thành phần thiết yếu của trạm sạc , khác nhau tùy theo từng quốc gia, đã và đang phải đối mặt với tình trạng xung đột trực tiếp. Ở đây, chúng tôi muốn sắp xếp các tiêu chuẩn kết nối trên toàn thế giới.
kết hợp
Combo cho phép sạc chậm và nhanh, là ổ cắm được sử dụng rộng rãi nhất ở Châu Âu, bao gồm Audi, BMW, Chrysler, Daimler, Ford, GM, Porsche, Volkswagen được trang bị giao diện sạc SAE (Hiệp hội kỹ sư ô tô).
Vào ngày 2ndTháng 10 năm 2012, sự đảo ngược SAE J1772 được các thành viên có liên quan của ủy ban SAE bình chọn, trở thành tiêu chuẩn sạc DC chính thức duy nhất trên thế giới. Dựa trên phiên bản sửa đổi của J1772, Combo Connector là tiêu chuẩn cốt lõi của sạc nhanh DC.
Phiên bản trước (được xây dựng năm 2010) của tiêu chuẩn này đã chỉ định thông số kỹ thuật của đầu nối J1772 được sử dụng để sạc AC. Đầu nối này đã được sử dụng rộng rãi, tương thích với Nissan Leaf, Chevrolet Volt và Mitsubishi i-MiEV. Trong khi phiên bản mới, ngoài việc có tất cả các chức năng cũ, còn có thêm hai chân cắm, đặc biệt dành cho sạc nhanh DC, không thể tương thích với các BEV cũ được sản xuất hiện nay.
Ưu điểm: lợi ích lớn nhất của Combo Connector là nhà sản xuất ô tô chỉ cần điều chỉnh một ổ cắm có khả năng cho cả DC và AC, sạc ở hai tốc độ khác nhau.
Nhược điểm: Chế độ sạc nhanh yêu cầu trạm sạc phải cung cấp dòng điện lên tới 500 V và 200 A.
Tesla
Tesla có tiêu chuẩn sạc riêng, tuyên bố họ có thể sạc hơn 300 KM trong 30 phút. Do đó, công suất tối đa của ổ cắm sạc của nó có thể đạt tới 120kW và dòng điện tối đa 80A.
Tesla hiện có 908 bộ siêu sạc ở Mỹ. Để thâm nhập vào thị trường Trung Quốc, Công ty có 7 trạm sạc Super đặt tại Thượng Hải (3), Bắc Kinh (2), Hàng Châu (1), Thâm Quyến (1). Ngoài ra, để hòa nhập tốt hơn với các khu vực, Tesla có kế hoạch từ bỏ quyền kiểm soát các tiêu chuẩn sạc của mình và áp dụng các tiêu chuẩn địa phương, điều họ đã thực hiện ở Trung Quốc.
Ưu điểm: công nghệ tiên tiến với hiệu suất sạc cao.
Nhược điểm: Ngược lại với tiêu chuẩn của mỗi quốc gia, rất khó để tăng doanh số bán hàng mà không thỏa hiệp, nếu thỏa hiệp thì hiệu quả sạc sẽ giảm. Họ đang rơi vào tình thế tiến thoái lưỡng nan.
CCS (Hệ thống sạc kết hợp)
Ford, General Motors, Chrysler, Audi, BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen và Porsche đã ra mắt "Hệ thống sạc kết hợp" vào năm 2012 trong nỗ lực thay đổi các tiêu chuẩn khó hiểu về cổng sạc. “Hệ thống sạc kết hợp" hay còn gọi là CCS.
CCS thống nhất tất cả các giao diện sạc hiện tại, bằng cách này, nó có thể sạc sạc xoay chiều một pha, sạc xoay chiều 3 pha nhanh, sạc DC dân dụng và sạc DC siêu nhanh với một giao diện.
Ngoại trừ SAE, ACEA (Hiệp hội các nhà sản xuất ô tô châu Âu) cũng đã áp dụng CCS làm giao diện sạc DC/AC. Nó được sử dụng cho tất cả PEV ở Châu Âu kể từ năm 2017. Kể từ khi Đức và Trung Quốc thống nhất các tiêu chuẩn về xe điện, Trung Quốc cũng tham gia vào hệ thống này, nó đã mang lại những cơ hội chưa từng có cho EV Trung Quốc. ZINORO 1E, Audi A3e-tron, BAIC E150EV, BMW i3, DENZA, Volkswagen E-UP, Changan EADO và SMART đều thuộc tiêu chuẩn "CCS".
Ưu điểm: 3 nhà sản xuất ô tô Đức: BMW, Daimler và Volkswagen - sẽ tăng cường đầu tư vào các tiêu chuẩn xe điện, CCS của Trung Quốc có thể có lợi hơn cho Trung Quốc.
Nhược điểm: doanh số bán xe điện được hỗ trợ tiêu chuẩn CCS rất nhỏ hoặc mới được tung ra thị trường.
CHAdeMO
CHAdeMO là tên viết tắt của CHARge de Move, đây là ổ cắm được Nissan và Mitsubishi hỗ trợ. ChAdeMO dịch từ tiếng Nhật, có nghĩa là “Làm cho thời gian sạc ngắn như tiệc trà”. Ổ cắm sạc nhanh DC này có thể cung cấp công suất sạc tối đa 50KW.
Các xe điện hỗ trợ chuẩn sạc này bao gồm: Nissan Leaf, Mitsubishi Outlander PEV, Citroen C-ZERO, Peugeot Ion, Citroen Berlingo, Peugeot Partner, Mitsubishi i-MiEV, Mitsubishi MINICAB-MiEV, xe tải Mitsubishi MINICAB-MiEV, Honda FIT EV, Mazda DEMIOEV, Subaru Stella PEV, Nissan Eev200, v.v. Lưu ý rằng Nissan Leaf và Mitsubishi i-MiEV đều có hai ổ cắm sạc khác nhau, một là J1772 là đầu nối Combo ở đầu tiên một phần, phần còn lại là CHAdeMO.
Phương thức sạc CHAdeMO được hiển thị như ảnh bên dưới, dòng điện được điều khiển bằng tín hiệu CAN bus. Điều đó có nghĩa là, trong khi theo dõi trạng thái pin, tính toán dòng điện mà bộ sạc cần trong thời gian thực và gửi thông báo đến bộ sạc qua CAN, bộ sạc sẽ nhanh chóng nhận được lệnh dòng điện từ ô tô và cung cấp dòng sạc tương ứng.
Thông qua hệ thống quản lý pin, tình trạng pin được theo dõi trong khi dòng điện được kiểm soát theo thời gian thực, giúp đáp ứng đầy đủ các chức năng cần thiết để sạc nhanh và an toàn, đồng thời đảm bảo rằng việc sạc không bị hạn chế bởi tính linh hoạt của pin. Có 1154 trạm sạc được đưa vào sử dụng được lắp đặt theo CHAdeMO tại Nhật Bản. Các trạm sạc CHAdeMO cũng được sử dụng rộng rãi ở Mỹ, có 1344 trạm sạc nhanh AC theo số liệu mới nhất từ Bộ Năng lượng Hoa Kỳ.
Ưu điểm: Ngoại trừ các đường điều khiển dữ liệu, CHAdeMO sử dụng CAN bus làm giao diện truyền thông, nhờ khả năng chống ồn vượt trội và khả năng phát hiện lỗi cao nên truyền thông ổn định và độ tin cậy cao. Thành tích an toàn sạc tốt của nó đã được ngành công nhận.
Nhược điểm: thiết kế ban đầu cho công suất đầu ra là 100KW, phích cắm sạc rất nặng, công suất phía xe chỉ 50KW.
GB/T20234
Trung Quốc phát hànhPhích cắm, ổ cắm, bộ ghép nối xe và ổ cắm điện trên xe để sạc dẫn điện cho xe điện - Yêu cầu chung năm 2006(GB/T20234-2006), tiêu chuẩn này chỉ định phương pháp loại kết nối cho dòng sạc AC 16A,32A,250A và dòng sạc DC 400A. Tiêu chuẩn này chủ yếu dựa trên tiêu chuẩn của Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) năm 2003. Nhưng tiêu chuẩn này không quy định số lượng chân kết nối, kích thước vật lý và giao diện cho giao diện sạc.
Năm 2011, Trung Quốc đã ban hành tiêu chuẩn GB/T20234-2011 được khuyến nghị, thay thế một số nội dung của GB/T20234-2006, trong đó nêu rõ điện áp định mức AC không được vượt quá 690V, tần số 50Hz, dòng điện định mức không được vượt quá 250A; Điện áp DC định mức không được vượt quá 1000V và dòng điện định mức không được vượt quá 400A.
Ưu điểm: So sánh với phiên bản GB/T năm 2006, nó đã hiệu chỉnh chi tiết hơn về các thông số giao diện sạc.
Nhược điểm: tiêu chuẩn còn chưa triệt để. Đó là một tiêu chuẩn được khuyến khích, không bắt buộc.
Hệ thống sạc "Chaoji" thế hệ mới
Năm 2020, Hội đồng Điện lực Trung Quốc và Hiệp định CHAdeMO đã cùng triển khai nghiên cứu lộ trình phát triển công nghiệp hóa “Chaoji” và lần lượt đưa raSách trắng về Công nghệ sạc dẫn điện “Chaoji” cho xe điệnvà tiêu chuẩn CHAdeMO 3.0.
Hệ thống sạc “Chaoji” có thể tương thích với cả xe điện cũ và xe điện mới phát triển. Đã phát triển sơ đồ mạch điều khiển và hướng dẫn mới, thêm tín hiệu nút cứng, khi xảy ra lỗi, semaphore có thể được sử dụng để nhanh chóng thông báo cho đầu bên kia nhằm phản hồi nhanh kịp thời nhằm đảm bảo an toàn khi sạc. Thiết lập mô hình an toàn cho toàn hệ thống, Tối ưu hóa hiệu suất giám sát cách điện, xác định hàng loạt vấn đề an toàn như I2T, điện dung Y, lựa chọn dây dẫn PE, công suất ngắn mạch tối đa và đứt dây PE. Trong khi đó, đánh giá lại và thiết kế lại hệ thống quản lý nhiệt, đề xuất phương pháp thử nghiệm đầu nối sạc.
Giao diện sạc “Chaoji” sử dụng thiết kế mặt cuối 7 chân với điện áp lên tới 1000 (1500) V và dòng điện tối đa 600A. Giao diện sạc “Chaoji” được thiết kế để giảm kích thước tổng thể, tối ưu hóa dung sai vừa vặn và giảm kích thước thiết bị đầu cuối nguồn để đáp ứng các yêu cầu an toàn IPXXB. Đồng thời, thiết kế của thanh dẫn hướng vật lý giúp đào sâu độ sâu chèn của mặt trước của ổ cắm, phù hợp với yêu cầu về công thái học.
Hệ thống sạc “Chaoji” không chỉ là giao diện sạc công suất cao mà còn là tập hợp các giải pháp sạc DC có hệ thống cho xe điện, bao gồm mạch điều khiển và dẫn hướng, giao thức liên lạc, thiết kế và khả năng tương thích của các thiết bị kết nối, độ an toàn của hệ thống sạc, quản lý nhiệt theo điều kiện năng lượng cao, v.v..”Hệ thống sạc Chaoji” là một dự án thống nhất trên thế giới, để cùng một chiếc xe điện ở các quốc gia khác nhau có thể được áp dụng cho hệ thống sạc của các quốc gia tương ứng.
Phần kết luận
Ngày nay, do sự khác biệt của các thương hiệu xe điện nên các tiêu chuẩn thiết bị sạc áp dụng cũng khác nhau, một loại đầu nối sạc không thể đáp ứng được tất cả các kiểu máy. Ngoài ra, công nghệ xe sử dụng năng lượng mới vẫn đang trong quá trình trưởng thành. Các trạm sạc và hệ thống kết nối sạc của nhiều doanh nghiệp sản xuất ô tô vẫn đang phải đối mặt với các vấn đề như thiết kế sản phẩm không ổn định, rủi ro an toàn, sạc bất thường, không tương thích giữa ô tô và trạm, thiếu tiêu chuẩn thử nghiệm, v.v. trong ứng dụng thực tế và lão hóa môi trường.
Ngày nay, các hãng ô tô trên thế giới đã dần nhận ra rằng “chuẩn” là yếu tố then chốt cho sự phát triển của xe điện. Trong những năm gần đây, tiêu chuẩn tính phí toàn cầu đã dần chuyển từ “đa dạng hóa” sang “tập trung hóa”. Tuy nhiên, để thực sự đạt được các tiêu chuẩn sạc thống nhất, ngoài các tiêu chuẩn về giao diện, cũng cần có các tiêu chuẩn truyền thông hiện nay. Cái trước liên quan đến việc khớp nối có vừa hay không, trong khi cái sau ảnh hưởng đến việc phích cắm có thể được cấp điện khi cắm vào hay không. Vẫn còn một chặng đường dài trước khi các tiêu chuẩn sạc cho xe điện được tiêu chuẩn hóa hoàn toàn, đồng thời các nhà sản xuất ô tô cũng như chính phủ cần phải làm nhiều hơn nữa để mở rộng quan điểm của mình nhằm giúp xe điện tồn tại lâu dài. Người ta kỳ vọng rằng Trung Quốc với tư cách là quốc gia đi đầu trong việc thúc đẩy tiêu chuẩn công nghệ sạc dẫn điện “Chaoji” cho xe điện sẽ đóng vai trò lớn hơn trong tương lai.
Thời gian đăng: Jun-08-2021