Sạc hai chiều cho xe điện, tại sao nó lại nổi lên như một xu hướng?

Năm ngoái, thị trường xe điện toàn cầu tăng 112% và thị phần ô tô toàn cầu là 5,8%, một bầu không khí hoàn toàn khác với suy thoái do hậu quả của chiến tranh Nga-Ukraine. Tuy nhiên, khi doanh số bán xe điện tăng lên, các nhà khai thác lưới điện, các công ty sạc điện và chính phủ vẫn còn những vấn đề chưa được giải quyết. Đó là về việc thiết lập một mạng lưới sạc cho hàng chục triệu xe điện.

Theo Reuters, 65 triệu xe điện sẽ được lắp đặt riêng ở châu Âu vào năm 2030 và 130 triệu chiếc vào năm 2035. Nếu tính cả hai thị trường lớn như Trung Quốc và Bắc Mỹ, cơ sở hạ tầng trạm sạc xe điện chắc chắn sẽ nổi lên như một vấn đề rất quan trọng trong tương lai.

Xe điện có một số điểm hạn chế so với việc tiếp nhiên liệu cho động cơ đốt trong. Trước hết, nó mất nhiều thời gian hơn. Ngay cả chiếc xe điện cao cấp mới nhất dựa trên kiến ​​trúc 800V cũng mất ít nhất khoảng 30 phút để sạc đến 80% trong một cơ sở sạc siêu nhanh. Ngay cả những phương tiện sạc siêu nhanh vẫn khó đáp ứng.

Để giải đáp vấn đề này, các chuyên gia ô tô gần đây đã đưa ra một số phương án thay thế như:

• Trạm sạc công cộng: giúp người dùng sạc khi đỗ xe trong bãi đậu xe như chung cư hoặc siêu thị lớn
• Sạc không dây: cho phép sạc khi đang lái xe trên đường
• Sạc hai chiều: không chỉ cung cấp năng lượng điện cho xe điện như hình thức sạc thông thường, mà còn có thể đưa điện từ xe vào lưới điện gia đình, giúp giảm tải căng thẳng cho hệ thống lưới điện trong giờ cao điểm.

Sạc hai chiều – một công nghệ có nhiều tiềm năng

Sạc không dây và sạc hai chiều, đôi khi được gọi là “sạc thông minh” vì hai công nghệ sạc được kết hợp với nhau. Đặc biệt, các công nghệ sạc này dù đã phát triển nhưng cần được bổ sung thêm về tính thương mại hóa và hiệu quả. Sạc thông minh cũng là một lĩnh vực mà các công ty công nghệ khác nhau đang tham gia vì nó có thể mở rộng cơ sở hạ tầng xe điện và làm cho xe điện trở nên phổ biến hơn.

Nếu tính năng sạc thông minh trở nên phổ biến, nó được kỳ vọng sẽ giảm đáng kể chi phí cho doanh nghiệp cũng như người lái xe. Một nghiên cứu của Light Charge của Vương quốc Anh ước tính rằng vào năm 2030, nó có thể tiết kiệm chi phí cho người lái xe ở Vương quốc Anh là khoảng 10 tỷ bảng Anh (13,5 tỷ USD).

Theo đó, công nghệ sạc hai chiều, vốn nổi lên là cốt lõi của sạc thông minh, đang nhận được sự quan tâm đáng kể. Sạc hai chiều chỉ đơn giản là sạc ô tô khi tỷ lệ điện thấp, chẳng hạn như điện vào đêm khuya và bán lượng điện đã sạc trở lại lưới điện khi mức tiêu thụ điện tăng.

Từ góc độ của các nhà khai thác cơ sở hạ tầng và các cơ quan chính phủ, nó làm giảm gánh nặng cho lưới điện về việc sử dụng năng lượng và rẻ hơn và hiệu quả hơn từ góc độ của người tiêu dùng. Ngay cả khi nó trở nên đủ sinh lời cho chủ sở hữu phương tiện, nó có thể làm giảm tổng chi phí sở hữu một chiếc xe. Vì vậy, xét về tính bền vững, sạc hai chiều được coi là một công nghệ có nhiều tiềm năng.

Nhiều hãng xe lớn cũng đã và đang sử dụng công nghệ sạc hai chiều

Xe điện là điểm mấu chốt đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi xanh và công nghệ sạc hai chiều đã trở thành lý do để được ưu tiên trong việc mở rộng cơ sở hạ tầng sạc hỗ trợ điều này. Sạc hai chiều cũng có thể cung cấp năng lượng cho các sản phẩm điện tử khác được sử dụng tại nhà, vì vậy nó không chỉ được sử dụng để cung cấp điện trong các tình huống thiên tai như động đất và sóng thần mà còn hỗ trợ sạc cho các phương tiện khác. Các hãng xe lớn như Hyundai-Kia Motors, Ford, Volvo và Toyota đã trình làng và thương mại hóa những công nghệ này.

Ngay cả trong những tình huống phi thảm họa, công nghệ sạc hai chiều vẫn tỏa sáng và thậm chí còn có một mô hình kinh doanh của Anh sử dụng nguồn điện của xe điện Ioniq 5 của Hyundai Motor để trang trí khách sạn. Ngoài ra, trong những chuyến đi cắm trại cuối tuần, hiện nay việc kết nối các dụng cụ nấu nướng ngoài trời bằng công nghệ sạc hai chiều trên xe điện đã trở nên phổ biến.

Công nghệ sạc hai chiều có thể hỗ trợ lưới điện theo nhiều cách khác nhau tùy thuộc vào tình hình của từng thị trường năng lượng. Bạn có thể sử dụng nhiều năng lượng hơn khi nhu cầu sử dụng năng lượng tái tạo ít hơn và ngược lại, bán lại năng lượng dự trữ trong thời gian cao điểm khi nhu cầu cao. Điều này có thể làm giảm sự lãng phí năng lượng tiềm tàng của các nguồn tài nguyên tái tạo khi sản xuất vượt quá nhu cầu. Nói cách khác, nó đóng một vai trò quan trọng trong việc tăng cường tính bền vững.

Xe điện là điểm dừng cuối cùng của công nghệ sạc hai chiều. Và các nhà sản xuất xe điện sản xuất ra những chiếc xe điện này phải có ý chí tích cực thúc đẩy các giới hạn của việc sạc.

Không giống như động cơ đốt trong, xe điện có thể được mở rộng hơn nữa bằng cách thiết lập mối quan hệ với các cơ sở hạ tầng khác nhau. Việc chuyển đổi sang xe điện hiện đang phải đối mặt với một làn sóng không thể cưỡng lại. Phù hợp với giá trị cơ bản của xe điện là tính bền vững, đây là lý do tại sao các cơ sở hạ tầng khác nhau hỗ trợ chúng cũng phải được phát triển cùng nhau.

Thế nào là sạc cả 2 chiều cho xe điện. Giải thích các thuật ngữ: V2G, V2H, V2L, V2V

Xe ô tô điện có chức năng sạc/xả 2 chiều được dùng để cấp điện cho nhà vào giờ cao điểm, cấp điện khi mất điện lưới, sử dụng thiết bị điện khi đi cắm trại, hoặc sạc cho chiếc xe khác bị cạn pin,…

Sạc – Xả 2 chiều cho ô tô điện bao gồm những tính năng sau:

• V2G: Vehicle to Grid: Xả từ xe điện hoà vào lưới điện, cần thêm bộ sạc xe có hỗ trợ.
• V2H: Vehicle to Home Xả từ xe điện cấp vào thiết bị điện nhà, cần thêm bộ sạc xe có hỗ trợ.
• V2L: Verhicle to Load: Sử dụng điện trực tiếp từ xe. Thường xe tích hợp sẵn bộ inverter đổi điện DC sang.
• V2V: Vehicle to Vehicle: Sạc từ xe này sang xe khác.

Tuỳ hãng xe mà sẽ tích hợp một vài tính năng bên trên, hay tích hợp toàn bộ.

1. Vehicle to Grid V2G

V2G là tính năng giúp xe có thể phát điện lên lưới để bán điện, vào những lúc cao điểm có giá bán điện cao. Pin xe điện sẽ như bộ lưu trữ năng lượng để sạc vào giờ thấp điểm, và xả lên lưới vào giờ cao điểm. Xe có chức năng V2G cũng có thể được gia nhập vào nền tẳng Nhà máy điện ảo, Vitrual Power Plant (VPP) để ổn định hệ thống lưới điện. VPP là một nền tảng tích hợp cả phần mềm, vần cứng và trí tuệ nhân tạo để điều phối tất cả hệ thống điện lưu trữ năng lượng và các nguồn năng lược khác ở nhiều địa điểm khác nhau để ổn định lưới điện ở trong khu vực quản lý của nền tảng đó.

Chức năng V2G ngoài yêu cầu mở chức năng từ xe, thì cần yêu cầu thêm một bộ sạc xe có chức năng hoà lưới để hoạt động.

2. Vehicle to Home – V2H

V2H có chức năng gần tương tự như V2G, tuy nhiên khi đó xe chỉ cấp điện nội bộ trong nhà, mà không phát lên lưới điện chung như chức năng V2G. Nó sẽ hoạt động như một bộ hoà lưới chống phát ngược như loại sử dụng trong hệ thống điện mặt trời. Để kiểm soát chống phát ngược (zero-export) thì cần thêm bộ đo đếm (CT hay công tơ). Chức năng này có thể kết hợp với hệ thống điện mặt trời, để sạc xe vaò lúc thừa điện mặt trời ban ngày, và cấp bù cho nhà vào buổi tối.

Cũng như chức năng V2G, thì V2H cũng cần bộ sạc có tích hợp tính năng hoà lưới để hoạt động. Ngoài ra, chức năng V2G cũng có thể cấp điện cho nhà khi mất điện lưới, khi đó hệ thống sẽ cách ly đấu nối điện lưới ra khỏi hệ thống điện trơng nhà để chỉ cấp điện nội bộ.

3. Vehicle to Load – V2L

Chức năng V2L đơn giản hơn V2G hay V2H, trên xe sẽ tích hợp luôn bộ chuyển đổi điện DC sang AC và đưa ra nguồn điện sẵn để sử dụng. Thiết bị sử dụng chỉ cần cắm vào ổ điện trên xe để sử dụng. Tính năng này hữu dụng nếu nhà bị mất điện lưới, hoặc cần sử dụng khi xe đang ở những nơi không có sẵn điện lưới.

Khác với V2G và V2H, tính năng V2L đã được tích hợp đầy đủ trên xe, mà không cần hỗ trợ thêm từ bộ sạc ngoài.

4. Vehicle to Vehicle – V2V

V2V là một tính năng sạc từ xe này sang xe kia trong những tình huống khẩn cấp.

Để tính năng này hoạt động, cả 2 xe sạc và được sạc đều phải có tính năng V2V và chung chuẩn giao tiếp kết nối.

Nếu kết hợp tính năng V2L và một bộ sạc xe AC di động, ta cũng có thể sạc từ xe này sang xe khác được, tuy nhiên tốc độ sạc sẽ bị chậm hơn nhiều cả 2 xe đều có V2V.

Tổng kết

Tất cả các tính năng trên đều là lấy năng lượng lưu trữ trong bộ pin xe điện ra ngoài để sử dụng, do đó sẽ làm giảm tuổi thọ của pin xe. Chủ xe phải biết được điều này, để tránh quá lạm dụng, dù sao bộ pin trên xe chính yếu vẫn để phục vụ cho chính chiếc xe đó. Các tính năng nói trên sẽ cực kỹ hữu ích trong các trường hợp khẩn cấp

Chính vì sẽ làm giảm tuổi thọ pin, nên các hãng xe có chính sách thuê pin sẽ không mở các tính năng này trên xe của họ.

Danh sách các xe tích hợp các tính năng sạc hai chiều