Sạc nhanh DC Cấp độ 3, dự kiến sẽ giúp giảm bớt nỗi lo về phạm vi hoạt động bằng cách tăng tốc quá trình sạc EV. Tuy nhiên, bộ sạc nhanh DC đắt tiền và có thể khó kết nối với lưới điện, điều này dự kiến sẽ làm chậm việc sử dụng rộng rãi của chúng.
Mặt khác, sạc truyền năng lượng không dây (WPT) hiện bị giới hạn ở mức công suất thấp hơn nhiều. Nó dễ lắp đặt, chi phí thấp và dự kiến sẽ cho phép triển khai nhiều trạm sạc, góp phần giảm bớt nỗi lo về phạm vi hoạt động cho người lái xe EV.
Bài viết này xem xét một số tiêu chuẩn quốc tế liên quan đến sạc nhanh DC Cấp độ 3 và các tiêu chuẩn mới hơn từ Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) và SAE International về sạc EV WPT.
Sạc cấp độ 3
Một số tiêu chuẩn áp dụng cho sạc nhanh dc Cấp độ 3, bắt đầu từ các kết nối với mạng lưới phân phối điện và tiếp tục đến EV, bao gồm (Hình 1):
- IEC 61930 và EN 50522 áp dụng cho máy biến áp trung thế sang hạ thế (MV/LV) trong mạng lưới phân phối điện.
- IEC 61439 áp dụng cho vỏ bọc có điện áp định mức 1.000 Vac hoặc 1.500 Vdc.
- IEC 60364-7-772 áp dụng cho thiết bị điện tử của bộ sạc EV và bao gồm các yêu cầu về việc cung cấp điện ngược lại từ EV vào lưới điện.
- IEC 61851 áp dụng cho bộ sạc EV và bao gồm các đặc tính và điều kiện vận hành của bộ sạc, đặc điểm kỹ thuật của kết nối giữa bộ sạc và EV, và các yêu cầu khác nhau về an toàn điện.
- IEC 62893 quy định các yêu cầu về cấu tạo, kích thước và thử nghiệm đối với cáp có định mức 1.500 Vdc để sử dụng trong các thiết bị như bộ sạc nhanh dc. Nó bao gồm các yêu cầu về truyền tải điện và tham chiếu đến loạt IEC 62196 cho phích cắm và ổ cắm và IEC 61851-1 cho các yêu cầu truyền thông liên quan. Cáp sạc có thể áp dụng cho các chế độ sạc từ 1 đến 4 của IEC 61851-1
- IEC 62196 là một loạt tiêu chuẩn xác định các yêu cầu và thử nghiệm đối với phích cắm, ổ cắm, đầu nối xe và đầu vào xe để sạc dẫn điện cho EV.
IEC và WPT
IEC 60364-7-722 Phiên bản 2 công nhận khả năng của bộ sạc WPT cho EV và yêu cầu tuân thủ IEC 61980. IEC 61980 hiện bao gồm các yêu cầu đối với truyền năng lượng không dây cảm ứng, còn được gọi là truyền năng lượng không dây từ trường (MF-WPT). Các yêu cầu trong IEC 61980 có thể được mở rộng trong tương lai để bao gồm các công nghệ WPT bổ sung như:
- Truyền năng lượng điện dung, còn được gọi là truyền năng lượng qua điện trường (EF-WPT).
- Truyền năng lượng vi sóng là truyền năng lượng thông qua sóng điện từ 1 đến 300 GHz (MW-WPT).
- Truyền năng lượng hồng ngoại là truyền năng lượng thông qua sóng điện từ 300 GHz đến 400 THz (IR-WPT).
Các phần khác nhau của IEC 61980 đề cập đến các yêu cầu về giao tiếp không dây giữa hệ thống WPT và EV. Trong trường hợp MF-WPT, các yếu tố quan trọng cần xem xét cũng bao gồm các yêu cầu về hiệu suất, an toàn điện và tương thích điện từ (EMC).
SAE và WPT
Tiêu chuẩn SAE International J2954 về truyền năng lượng không dây (WPT) nhằm mục đích tăng tốc độ sạc của xe điện và xe tự hành. Các thử nghiệm sử dụng khoảng sáng gầm xe 250 mm (10 inch) cho thấy hệ thống WPT có thể mang lại hiệu suất từ lưới điện đến pin lên tới 94%. Các yếu tố căn chỉnh tùy chọn trong SAE J2954 có thể cho phép xe điện tự sạc mà không cần sự can thiệp của con người.
Tiêu chuẩn xác định hai phía của hệ thống WPT, cụm mặt đất (GA) và cụm xe (VA), và bao gồm ba mức công suất:
- WPT1, 3,7 kW
- WPT2, 7 kW
- WPT3, 11 kW
Một tiêu chuẩn thứ hai, SAE J2847/6, Giao tiếp để truyền năng lượng không dây giữa xe điện cắm điện hạng nhẹ và trạm sạc EV không dây, sử dụng Wi-Fi, IEEE 802.11n, được phát triển đặc biệt để sử dụng với hệ thống WPT SAE J2984 (Hình 2).
Tóm tắt
Sự sẵn có của sạc nhanh DC Cấp độ 3 và sạc WPT cơ hội đều được dự kiến sẽ là những phát triển quan trọng trong việc giảm bớt nỗi lo về phạm vi hoạt động cho người lái xe EV. Trong trường hợp sạc nhanh DC, IEC có một bộ tiêu chuẩn toàn diện mở rộng từ mạng lưới phân phối điện đến giao diện bộ sạc EV. Đối với sạc WPT, IEC và SAE giải quyết nhu cầu truyền năng lượng và giao tiếp không dây an toàn, đáng tin cậy và hiệu quả giữa bộ sạc và EV.
EVengineeringonline
