Sạc hai chiều: Tương lai của xe điện toàn cầu?

Để sạc xe điện, dòng điện xoay chiều (AC) được lấy từ lưới điện và chuyển thành dòng điện một chiều (DC) bằng bộ chuyển đổi nằm trong bộ sạc hoặc xe. Điều này được gọi là sạc một chiều.

Sạc hai chiều lấy năng lượng từ lưới điện theo cách tương tự nhưng cũng cho phép năng lượng được gửi trở lại từ xe để sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Những phạm vi này từ phương tiện đến lưới điện (V2G), phương tiện đến nhà (V2H) hoặc các thiết bị điện hoặc “tải” khác (V2L).

Bất chấp những lợi ích rõ ràng, việc công nghệ này trở thành tiêu chuẩn công nghiệp vẫn là một viễn cảnh xa vời đối với các nhà sản xuất, nhà cung cấp và công ty sạc. Việc xây dựng cơ sở hạ tầng cần thiết để triển khai sạc hai chiều sẽ rất tốn kém, ngoài chi phí phát triển liên tục.

Ưu thế 

Nhiều loại bộ sạc đã hỗ trợ dòng điện kép. Tuy nhiên, hiệu quả của việc sạc hai chiều và lượng năng lượng có thể được đưa trở lại vào lưới điện hoặc vào nhà của người dân phụ thuộc vào sự tiến bộ của công nghệ pin xe điện.

Mark Ellis, người đứng đầu bộ phận bán hàng thương mại của Blink Charging ở Anh và Ireland, nói: “Pin thể rắn hiện đang được phát triển trong ngành, điều này sẽ giúp giảm thời gian sạc và cũng sẽ tăng dung lượng pin. Điều đó sẽ được liên kết với nhau về cách sản phẩm của chúng tôi tự hoạt động với tính năng sạc hai chiều để có thể cung cấp năng lượng trở lại khi công suất tăng lên. Nó sẽ mang lại nhiều khả năng hơn để nguồn điện có thể được triển khai trở lại lưới điện thông qua quá trình sạc. Tôi nghĩ có khả năng là trong 18 tháng tới, chúng ta có thể bắt đầu thấy mọi thứ diễn biến khá nhanh”.

Một trong những lợi ích có thể có của việc sạc hai chiều là giảm hóa đơn năng lượng hoặc ưu đãi tiền mặt từ việc bán điện trở lại lưới điện vào thời gian cao điểm. Điều này mở ra khả năng tạo doanh thu. Ellis cho biết: “Mọi người sẽ có thể sạc vào buổi tối với mức giá rất thấp và sau đó có thể đi làm và bán năng lượng đó trở lại lưới điện hoặc quay lại công ty đó”.

Cùng với việc mang lại khả năng tăng tài chính cho người lái xe, sạc V2G có thể giúp lưới điện duy trì ổn định, tiêu thụ điện trong thời gian nhu cầu thấp và trả lại vào thời điểm cao điểm. “Tôi nghĩ phương tiện kết nối với lưới điện có lẽ là phương tiện lớn nhất. Ở Vương quốc Anh, có những vấn đề liên quan đến lượng điện sẵn có”, Ellis khẳng định. “Mọi người sẽ liên tục tìm cách bổ sung thêm năng lượng hoặc có thể có thêm năng lượng và tôi nghĩ điều này sẽ trở nên phổ biến hơn, đặc biệt là ở những nơi có các doanh nghiệp hoặc khu vực mà họ gặp vấn đề tiềm ẩn về sản xuất điện hoặc liệu họ có có thể có được nhu cầu”.

Chức năng của đội xe

Các đội xe có thể được hưởng lợi từ việc sạc hai chiều, vì nhiều phương tiện có thể đỗ tại một số điểm nhất định trong ngày. Một số nhà cung cấp cơ sở hạ tầng có thể coi đây là điểm có nhiều khả năng áp dụng hơn so với việc triển khai công nghệ tại các trạm sạc hoặc khu dân cư.

“Nếu bạn nhìn vào không gian sạc khi đang di chuyển, nơi bạn thường xem một số địa điểm bán lẻ, mọi người muốn đưa điện vào xe của họ nhanh nhất có thể. Vì vậy, nhu cầu về tính năng hai chiều trên bộ sạc nhanh hoặc siêu nhanh có lẽ ít hơn”, James Gale, người đứng đầu bộ phận eMobility tại Gilbarco Veeder-Root Europe cho biết.

“Nơi mà điều đó trở nên thú vị là các đội xe, bởi vì bạn có những phương tiện có thể đậu ở một địa điểm trong một khoảng thời gian đáng kể hơn và sau đó bạn có cả một cục pin đang chờ bạn sử dụng. Sau đó nó trở nên thực sự thú vị. Tôi nghĩ khi nói về hai chiều, bạn phải hiểu rằng nó sẽ hữu ích trong một số trường hợp nhưng lại không hữu ích trong những trường hợp khác”, ông nói thêm.

Alec Knowles, giám đốc bán hàng kỹ thuật công nghiệp Vương quốc Anh tại Schaltbau, cũng nhận thấy lợi ích của việc sạc hai chiều cho đội xe. Năng lượng pin từ xe điện nhàn rỗi có khả năng V2H hoặc V2L có thể giúp cung cấp năng lượng cho nơi làm việc và các thiết bị điện của họ, nghĩa là nối lưới điện.

Knowles nhận xét: “Khi bạn có một đội xe của một công ty và bạn có một số phương tiện trong bãi đậu xe đó, thì nó có thể cung cấp năng lượng cho nhà máy hoặc cơ sở đó vào ban ngày khi mức phí sắp đạt đến mức cao nhất. Vấn đề là chiếc ô tô cần có khả năng đưa người lái về nhà vào cuối ngày, vì vậy nếu nó cung cấp năng lượng cho nhà máy trong ngày, thì vấn đề là phải đảm bảo sự cân bằng đó. Có thể cho rằng vị trí nhà máy sẽ có tác động lớn nhất”.

Khả năng kết nối

Xe điện có pin điện áp cao, có thể trở nên nguy hiểm trong trường hợp va chạm. Trong tình huống này, mạng và các thành phần điện khác cần được cách ly khỏi pin. Công tắc có khả năng làm việc với công nghệ hai chiều phải đảm bảo rằng việc ngắt kết nối này xảy ra.

Knowles cho biết: “Thông thường, các công tắc có trên thị trường xác định hướng dòng điện chạy theo hướng nào, có cực dương và cực âm. Có những thách thức kỹ thuật khi để nó đi theo cả hai hướng. Rất nhiều công tắc chỉ hoạt động theo một hướng, công tắc tơ của chúng tôi hoạt động theo cả hai hướng. Nhưng chúng tôi có một loại kiến trúc đối xứng bên trong công tắc tơ để thực hiện điều “.

Tất cả các công tắc DC của Schaltbau đều có khả năng hai chiều, vì Knowles coi công nghệ này là mấu chốt để duy trì nguồn cung cấp điện liên tục. Knowles nói thêm: “Điều này rất quan trọng đối với tương lai vì khi quyền sở hữu nhà đối với xe điện tăng lên, toàn bộ chuỗi cung ứng hoặc nguồn cung cấp điện cho phương tiện này sẽ gặp vấn đề”.

“Các phương tiện này sử dụng pin. Vào buổi tối, bạn có thể cho ô tô cấp điện trở lại nhà hoặc đưa điện trở lại lưới điện. Nếu thiếu hụt ở một khu vực cụ thể thì xe điện ở khu vực đó có thể cung cấp năng lượng cần thiết trong thời gian ngắn. Bạn gần như có thể coi chúng như nơi lưu trữ năng lượng tại từng ngôi nhà”, ông lập luận.

Hỗ trợ thương hiệu?

Tuy nhiên, để công nghệ hai chiều trở thành tiêu chuẩn công nghiệp trong tương lai, cả nhà sản xuất và công ty sạc sẽ cần hỗ trợ tính năng này. Ford F150 Lighting hiện là mẫu xe duy nhất trong dòng sản phẩm của thương hiệu này cung cấp khả năng điều khiển hai chiều. Xe bán tải chỉ dành cho khách hàng châu Âu ở Na Uy cũng như một số lượng xe hạn chế ở Thụy Sĩ.

Patrick Harris, chuyên gia của Ford của Anh, nói: “Tôi rất vui mừng vì tôi đã nói trong nhiều năm rằng chúng tôi có thể làm được điều này và nó đang được sản xuất và vận hành tại đây”. Nhưng các thương hiệu sẽ cần phải thuyết phục công chúng vì hầu hết người mua có thể vẫn chưa biết về công nghệ và lợi ích của nó. Nhưng câu hỏi về quyền lực sạc hai chiều, theo quan điểm của tôi ở hiện trường, nó có được yêu cầu hay không, nhưng đó không phải là điều quan trọng mà mọi người đang yêu cầu, có thể vì họ không biết nó tồn tại”.

Ở những nơi khác ở Châu Âu, VW đã thông báo rằng tính năng sạc hai chiều V2H sẽ có sẵn trong mẫu xe ID của hãng. Điều này với điều kiện là BEV có dung lượng pin 77kWh và ID mới nhất. Ngoài ra, người dùng sẽ cần một trạm điện gia đình được tích hợp với Hệ thống quản lý năng lượng gia đình của HagerEnergy, mặc dù các trạm khác sẽ có sẵn sau này.

Imelda Labbé, thành viên hội đồng quản trị VW phụ trách bán hàng, tiếp thị và hậu mãi, giải thích: “Với chức năng sạc hai chiều hiện có sẵn, chúng tôi đã điều chỉnh việc cung cấp dịch vụ mới phù hợp với nhu cầu của khách hàng. Chúng không chỉ có thể tiết kiệm chi phí năng lượng mà còn đóng góp quan trọng vào việc sử dụng năng lượng bền vững”.

Volvo đang triển khai một trong những dự án thí điểm V2G đầu tiên ở Thụy Điển. Tháng trước, nhà sản xuất ô tô này tuyên bố sẽ ra mắt Volvo Cars Energy Solutions, một đơn vị kinh doanh được thành lập để khám phá các sản phẩm V2H và dịch vụ V2L.

Trong tương lai, mẫu xe chủ lực của Volvo là EX90 sẽ có thể sử dụng tính năng sạc hai chiều khi được trang bị những phần mềm cần thiết. Mẫu xe này cùng với EM90 ra mắt vào tháng trước, mẫu xe tải sang trọng đầu tiên của thương hiệu này dành riêng cho thị trường Trung Quốc.

Alexander Petrofski, người đứng đầu Giải pháp năng lượng của Volvo Cars, cho biết: “Với sự trợ giúp của tính năng sạc thông minh, bạn có thể sạc điện cho chiếc Volvo của mình vào thời điểm tốt nhất từ góc độ bền vững và kinh tế. Ý tưởng xây dựng một hệ sinh thái năng lượng xung quanh ô tô và pin của bạn là nó cho phép bạn tiết kiệm tiền và giảm lượng khí thải CO2, đồng thời các công ty năng lượng được hưởng lợi từ việc giảm đầu tư vào lưới điện và tác động tổng thể thấp hơn đến môi trường”.

Một mẫu xe khác hiện đang khám phá khả năng hai chiều là Hyundai Ioniq 5. BEV đã tham gia thử nghiệm V2G ở Hà Lan, với 25 thiết bị được sử dụng làm giải pháp lưu trữ năng lượng mặt trời có khả năng phân phối điện trở lại hộ gia đình hoặc lưới điện. Tại Utrecht, nơi dự án diễn ra, hơn 1.000 bộ sạc hai chiều đã được lắp đặt.