Dầu mỏ là tài nguyên không thể tái tạo, ngành giao thông vận tải hiện tiêu thụ trên 55% lượng dầu và thải ra khoảng 25% tổng lượng CO2. Đảm bảo an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường sống là vấn đề mang tính toàn cầu. Việc chuyển đổi sang phương tiện sử dụng nhiên liệu khác trở thành mục tiêu của nhiều quốc gia và hãng xe trên thế giới. Trong đó, sử dụng ô tô điện (nguồn năng lượng là ắc quy và động cơ điện) so với xe sử dụng động cơ đốt trong có nhiều ưu điểm xét cả về mặt kỹ thuật (đặc tính động lực học) cũng như mặt xã hội, bảo vệ môi trường.

Từ đó đặt ra vấn đề phát triển cơ sở hạ tầng, xây dựng các trạm/trụ sạc điện cho xe điện với yêu cầu sạc điện đảm bảo cho xe chạy an toàn hết lộ trình chuyển động, thời gian sạc nhanh,… số lượng trạm sạc điện tăng theo tỷ lệ phù hợp với số lượng ngày càng tăng của xe điện lưu thông trên đường, tạo ra hệ sinh thái phương tiện điện. Từ linh kiện sạc xe điện, yêu cầu thiết kế đến ứng dụng, đặt ra yêu cầu tiêu chuẩn hóa cao trong lĩnh vực này.

Yêu cầu linh kiện sạc xe điện

Linh kiện sạc xe điện gồm nhiều loại sản phẩm cấu thành cơ sở hạ tầng xe điện và trạm sạc, bao gồm cầu đấu dây, đầu nối cáp, bộ chuyển đổi nguồn và các thiết bị bảo vệ. Các sản phẩm này cần được thiết kế riêng cho xe điện như cáp sạc, bộ điều khiển, đầu nối sạc đầu vào của xe điện, bộ nguồn phụ trợ và các thiết bị điện tử khác. Ngoài ra, linh kiện sạc xe điện bao gồm các thiết bị điện tử cần cho các nguồn công suất lớn tại các trạm sạc.

Các loại bộ sạc này sẽ lấy nguồn từ điện lưới xoay chiều AC, do đó sẽ cần chỉnh lưu và chuyển đổi thành nguồn điện DC – bất kể nguồn điện được sử dụng để sạc cho pin, với sự trợ giúp của bộ đệm kết nối trực tiếp với DC giữa bộ sạc công suất thấp và bộ sạc công suất cao.

Sự phát triển nhanh chóng của hệ sinh thái phương tiện điện đòi hỏi phát triển mạnh mẽ danh mục sản phẩm cho các trạm sạc xe điện từ bộ chuyển đổi nguồn với đầu vào AC và đầu vào DC, sử dụng công nghệ kết nối T-LOX và được cách ly về điện từ đầu vào đến đầu ra, giúp giảm tiếng ồn.

Những bộ chuyển đổi nguồn này đáp ứng các tiêu chuẩn về cơ sở hạ tầng đô thị và sẵn sàng sử dụng bên trong tủ điện IP54. Bộ chuyển đổi nguồn với đầu vào DC cũng sẵn sàng sử dụng với tính năng theo dõi điểm công suất cực đại (MPPT) cho việc sử dụng năng lượng mặt trời.

Yêu cầu thiết kế hệ thống sạc trong hệ sinh thái trạm sạc

Cần thiết phải có hệ thống giải pháp kỹ thuật mới giúp đơn giản hóa các điểm sạc - một hệ thống điều khiển kết hợp với các mô-đun nguồn CHARX.

Cho dù đó là trạm sạc nơi khách hàng cần thanh toán tiền điện hay bộ sạc công nghiệp thì đều cần thêm thiết bị này. Nó bao gồm các thành phần như màn hình cảm ứng có khả năng giao tiếp RFID hoặc NFC và các kết nối cho giao thức thanh toán, cũng như cáp sạc CCS, đồng hồ đo năng lượng, đầu nối DC, cầu chì điện áp cao và nhiều cảm biến khác nhau. Hiện tại, các Modul này có diện tích lớn và yêu cầu đấu dây điện phức tạp cùng với hệ thống cáp nguồn làm tăng khả năng xảy ra lỗi khi lắp ráp.

Bộ điều khiển nguồn CHARX cần tích hợp tất cả các thành phần sạc vào một vỏ dạng rack-mount được lắp phía trên nguồn điện. Giải pháp này phải tối ưu hóa và tích hợp tối giản trong một thiết bị chuẩn hóa 19 inch. Các yếu tố thiết kế chu đáo khác bao gồm bộ điều khiển sạc tích hợp, bộ nguồn phụ trợ, bảo vệ quá áp và kết nối đơn giản nhờ công nghệ đấu nối Push-in.

Yêu cầu ứng dụng

Ứng dụng phổ biến nhất của mô-đun nguồn CHARX là trong các trạm sạc dùng để sạc xe điện, cho dù đó là xe ô tô chở khách, xe buýt hay là một số loại thiết bị và xe chuyên dùng trong thi công. Mô-đun nguồn cũng có thể được sử dụng trong nguồn điện di động, nguồn công nghiệp DC, các bộ biến đổi công suất.

Xu hướng sử dụng xe điện thay thế xe truyền thống và cơ sở hạ tầng sạc cần thiết để cho phép áp dụng chúng cũng phải phát triển. Ví dụ, Ford gần đây đã giới thiệu xe bán tải điện Lightning F150 mới, nó còn đóng vai trò là nguồn điện để cấp điện cho một ngôi nhà nếu mất điện. Các loại thiết bị điện tử hai chiều này không chỉ yêu cầu khả năng cấp điện từ ắc quy lưới điện và qua bộ sạc đến xe mà còn có thể theo chiều ngược lại. Đặt ra yêu cầu tiêu chuẩn hóa trong việc phát triển cơ sở hạ tầng xe điện hiện tại và chuẩn bị cho những đổi mới sắp tới.

Tiêu chuẩn quốc gia và quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

Chính phủ Việt Nam đã có những chính sách ưu đãi về thuế với ô tô điện. Từ ngày 1/3/2022, Chính phủ quyết định giảm thuế tiêu thụ đặc biệt từ 15% về 3% đối với các dòng xe dưới 9 chỗ nhằm thúc đẩy ô tô điện phát triển. Theo Nghị định số 10/2023/NĐ-CP ngày 15/1/2023, Ô tô điện chạy pin cũng được miễn thuế trước bạ trong 3 năm và trong 2 năm tiếp theo, mức thu này sẽ bằng 50% so với mức thu của các loại xe xăng/ dầu có cùng số chỗ ngồi.

Để phát triển hạ tầng kỹ thuật, hoàn thiện hệ thống trụ/trạm sạc xe điện nhằm thúc đẩy chuyển đổi năng lượng xanh bền vững theo tinh thần chỉ đạo của Thủ tướng Chính phủ tại Quyết định số 876/QĐ-TTg ngày 22/7/2022 về chuyển đổi năng lượng xanh, giảm phát thải khí carbon và metan ngành giao thông vận tải, một trong những nhiệm vụ quan trọng là khẩn trương rà soát, hoàn thiện hệ thống TCVN, QCVN về trạm/trụ sạc xe điện, gắn với quy hoạch quốc gia về lắp đặt, bố trí, kinh doanh trạm/trụ sạc xe điện, kết hợp với kế hoạch tổng thể phát triển hạ tầng kỹ thuật liên quan.

Về hệ thống TCVN, QCVN, Bộ Khoa học và Công nghệ đã công bố 56 TCVN liên quan đến xe điện và hệ thống liên quan, bao gồm: 39 TCVN về an toàn, đo vận tốc, tiêu thụ năng lượng, phát thải, hệ thống pin/ắc quy trên xe điện; 04 TCVN về dây cáp sạc xe điện; 08 TCVN về hệ thống sạc xe điện (quy định yêu cầu chung, tương thích điện từ, truyền thông giữa trạm sạc và xe điện, yêu cầu an toàn đối với hệ thống lắp trạm sạc, cụm đóng cắt và điều khiển hạ áp khu vực sạc xe điện); 05 TCVN về thiết bị đo điện; Việc thiết kế xây dựng các trạm sạc phải phù hợp với Quy hoạch tính (bao gồm tích hợp quy hoạch phát triển điện lực địa phương) theo Luật Quy hoạch số 21/2017/QH14 và Quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia (Quy hoạch điện VIII).

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các loại xe điện và các loại trạm/trụ sạc xe điện, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đã và đang phối hợp các nhà sản xuất xe điện, các nhà sản xuất trạm/trụ sạc xe điện tiếp tục hoàn thiện hệ thống TCVN, QCVN về xe điện nói chung cũng như hạ tầng trạm sạc xe điện nói riêng để đáp ứng các tiêu chuẩn thế giới cũng như phù hợp với thông lệ quốc tế.

Trần Thị Kim Huế (Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam)