Xu hướng về khả năng sạc EV

Sự tăng trưởng của thị trường xe điện dường như là điều tất yếu: trọng tâm giảm phát thải CO2, tình hình chính trị hiện tại, đầu tư của chính phủ và ngành công nghiệp ô tô, cùng với việc theo đuổi một xã hội hoàn toàn sử dụng điện, tất cả đều cho thấy tiềm năng phát triển của xe điện. Tuy nhiên, cho đến nay, việc người tiêu dùng sử dụng xe điện rộng rãi vẫn còn gặp nhiều khó khăn do thời gian sạc dài và thiếu cơ sở hạ tầng sạc. Những tiến bộ trong công nghệ sạc xe điện đang giải quyết những thách thức này, cho phép sạc nhanh chóng và an toàn tại nhà cũng như trên đường. Các linh kiện và cơ sở hạ tầng sạc đang được cải thiện để đáp ứng nhu cầu của thị trường xe điện đang phát triển nhanh chóng, mở đường cho sự tăng trưởng vượt bậc của giao thông vận tải điện.

ĐỘNG LỰC ĐẨY MẠNH THỊ TRƯỜNG XE ĐIỆN

Đầu tư vào xe điện đã tăng trưởng trong nhiều năm qua, nhưng sự chú ý và nhu cầu ngày càng tăng đã được nhiều lĩnh vực trong xã hội nhấn mạnh. Việc ngày càng tập trung vào các giải pháp khí hậu đã làm nổi bật tầm quan trọng của xe điện – khả năng vừa giảm phát thải carbon từ động cơ đốt trong, vừa đầu tư vào giao thông vận tải năng lượng sạch đã trở thành mục tiêu chung của cả chính phủ và ngành công nghiệp. Việc tập trung vào tăng trưởng bền vững và bảo tồn tài nguyên thiên nhiên cũng thúc đẩy công nghệ hướng tới một xã hội hoàn toàn bằng điện – một thế giới với nguồn năng lượng vô hạn dựa trên các nguồn tài nguyên tái tạo mà không phát thải độc hại.
Những động lực về môi trường và công nghệ này được phản ánh trong các ưu tiên của quy định và đầu tư liên bang, đặc biệt là khi xem xét Đạo luật Đầu tư Cơ sở hạ tầng và Việc làm năm 2021, trong đó dành 7,5 tỷ đô la cho cơ sở hạ tầng xe điện ở cấp liên bang, 2,5 tỷ đô la cho các khoản tài trợ cơ sở hạ tầng sạc và tiếp nhiên liệu cho xe điện, và 5 tỷ đô la cho Chương trình Sạc Xe Điện Quốc gia. Chính quyền Biden cũng đang theo đuổi mục tiêu xây dựng và lắp đặt 500.000 trạm sạc DC trên khắp cả nước.

Xu hướng này cũng có thể thấy ở cấp tiểu bang. Các tiểu bang như California, Massachusetts và New Jersey đang theo đuổi luật pháp để khuyến khích xe điện hoàn toàn. Các khoản tín dụng thuế, phong trào Electrify America, các ưu đãi và quy định bắt buộc cũng tác động đến cả người tiêu dùng và nhà sản xuất để họ ủng hộ phong trào xe điện.

Các nhà sản xuất ô tô cũng đang tham gia vào xu hướng xe điện. Các nhà sản xuất ô tô truyền thống hàng đầu như GM, Ford, Volkswagen, BMW và Audi liên tục giới thiệu các mẫu xe điện mới. Đến cuối năm 2022, dự kiến ​​sẽ có hơn 80 mẫu xe điện và xe hybrid cắm sạc trên thị trường. Ngày càng có nhiều nhà sản xuất xe điện mới tham gia thị trường, bao gồm Tesla, Lucid, Nikola và Rivian.

Các công ty tiện ích cũng đang chuẩn bị cho một xã hội hoàn toàn sử dụng điện. Điều quan trọng là các công ty tiện ích phải đi đầu trong quá trình điện khí hóa để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng, và cơ sở hạ tầng quan trọng, bao gồm cả lưới điện siêu nhỏ, sẽ cần thiết dọc theo các tuyến đường liên bang để bố trí các trạm sạc điện. Giao tiếp giữa xe và lưới điện cũng đang được áp dụng rộng rãi trên các xa lộ.

RÀO CẢN ĐỐI VỚI SỰ PHÁT TRIỂN

Mặc dù động lực cho việc áp dụng xe điện rộng rãi đang tăng lên, nhưng những thách thức dự kiến ​​sẽ cản trở sự tăng trưởng. Mặc dù các ưu đãi sẽ khuyến khích người tiêu dùng hoặc đội xe chuyển sang xe điện, nhưng chúng có thể đi kèm với một vấn đề - có thể sẽ có một xu hướng cho phép xe điện giao tiếp với cơ sở hạ tầng để theo dõi quãng đường, đòi hỏi phải đổi mới công nghệ và cơ sở hạ tầng truyền thông ngoài trời.

Một trong những rào cản lớn nhất đối với việc áp dụng xe điện ở cấp độ người tiêu dùng là cơ sở hạ tầng sạc đáng tin cậy và hiệu quả. Ước tính sẽ cần 9,6 triệu cổng sạc vào năm 2030 để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng dự kiến ​​của thị trường xe điện. Gần 80% trong số đó sẽ là trạm sạc tại nhà, và khoảng 20% ​​sẽ là trạm sạc công cộng hoặc tại nơi làm việc. Hiện tại, người tiêu dùng còn e ngại mua xe điện do lo ngại về phạm vi hoạt động - lo ngại rằng xe của họ sẽ không thể di chuyển một chặng đường dài mà không cần sạc lại, và các trạm sạc sẽ không có sẵn hoặc không hiệu quả khi cần.

Đặc biệt, các trạm sạc công cộng hoặc dùng chung phải có khả năng cung cấp khả năng sạc tốc độ cao gần như liên tục 24/7. Một tài xế dừng tại trạm sạc trên đường cao tốc có thể cần sạc nhanh công suất cao – hệ thống sạc công suất cao sẽ có thể cung cấp cho xe một bộ pin gần như được sạc đầy chỉ sau vài phút sạc.

Bộ sạc tốc độ cao đòi hỏi những cân nhắc thiết kế cụ thể để hoạt động đáng tin cậy. Khả năng làm mát bằng chất lỏng là cần thiết để giữ cho chân sạc ở nhiệt độ tối ưu và kéo dài thời gian sạc xe với dòng điện cao hơn. Ở những khu vực sạc xe dày đặc, việc giữ cho các chân tiếp xúc được làm mát sẽ tạo ra khả năng sạc công suất cao hiệu quả và ổn định, đáng tin cậy, đáp ứng nhu cầu sạc liên tục của người tiêu dùng.

NHỮNG ĐIỀU CẦN LƯU Ý VỀ THIẾT KẾ BỘ SẠC CÔNG SUẤT CAO

Bộ sạc EV ngày càng được chế tạo tập trung vào việc tối ưu hóa độ bền và khả năng sạc công suất cao để đáp ứng nhu cầu của người lái xe EV và vượt qua nỗi lo về phạm vi hoạt động. Bộ sạc EV công suất cao 500 ampe được tạo ra nhờ hệ thống làm mát và giám sát bằng chất lỏng – bộ phận tiếp xúc trong đầu nối sạc có khả năng dẫn nhiệt và cũng đóng vai trò là bộ tản nhiệt khi chất làm mát tản nhiệt thông qua các ống dẫn làm mát tích hợp. Các bộ sạc này chứa nhiều loại cảm biến, bao gồm cảm biến rò rỉ chất làm mát và giám sát nhiệt độ chính xác tại mọi điểm tiếp xúc nguồn để đảm bảo các chân cắm không vượt quá 90 độ C. Nếu đạt đến ngưỡng đó, bộ điều khiển sạc trong trạm sạc sẽ giảm công suất đầu ra để duy trì nhiệt độ chấp nhận được.

Bộ sạc EV cũng cần có khả năng chịu được hao mòn và dễ dàng bảo trì. Tay cầm sạc EV được thiết kế để chống chịu được hao mòn, việc cầm nắm mạnh theo thời gian sẽ ảnh hưởng đến bề mặt tiếp xúc là điều không thể tránh khỏi. Ngày càng nhiều bộ sạc được thiết kế với các thành phần dạng mô-đun, cho phép dễ dàng thay thế bề mặt tiếp xúc.
Quản lý cáp tại các trạm sạc cũng là một yếu tố quan trọng cần cân nhắc để đảm bảo tuổi thọ và độ tin cậy. Cáp sạc công suất cao bao gồm dây đồng, đường ống làm mát bằng chất lỏng và cáp hoạt động nhưng vẫn phải chịu được lực kéo hoặc tải trọng. Một số yếu tố cần cân nhắc khác bao gồm chốt khóa, cho phép tài xế để xe sạc tại trạm sạc công cộng mà không lo bị ai đó ngắt kết nối cáp.