Hệ thống giắc cắm xạc

Mục lục:

Các loại đầu nối
Các cấp độ sạc
Chu trình sạc

*Hệ thống đầu nối cắm sạc (giắc cắm sạc) theo chuẩn quốc tế được phân loại theo kiểu loại: Type 1, Type 2, Type 2 có CSS. Trong khi đó công suất của dây sạc được phân loại theo chế độ sạc: Mode 1, Mode 2, Mode 3, …

Các loại đầu nối

Hiện nay trên thị trường lưu hành 3 loại đầu nối sạc khác nhau cho xe Hybrid và xe điện. Type 2 (còn gọi là giắc nối Mennekes) đã trở thành tiêu chuẩn ở Châu Âu kể từ 2014

Giắc cắm type 1 thường được sử dụng tại Mỹ và Nhật còn Type 2 phổ biến ở Châu Âu và Trung Quốc. Type 2 có thêm biến thể Type 2 CCS sạc nhanh

Loại giắc cắm sạc Type 2 vừa dùng cho đầu nối điện 1 pha 230 V cũng như cho đầu nối điện 3 pha 400 V với cường độ dòng điện nạp lên đến 63A và dùng cho cả dòng điện AC lẫn DC (có kết nối CCS: Combined Charging system). Nạp với điện 3 pha giúp giảm thời gian nạp khoảng 10 % so với điện một pha.

Hệ thống nạp điện cũng bao gồm các cơ cấu giao tiếp thiết yếu giữa trạm xạc và xe thông qua các đường dây truyền tín hiệu trong giắc cắm:

PP: Proximity Pilot (xác nhận đầu nối đã cắm vào ổ điện)
CP: Control Pilot (Tín hiệu điều khiển, ví dụ điều khiển dòng sạc)

Hệ thống giắc cắm có nhiều biện pháp an toàn khác nhau:

Kích hoạt hệ thống khóa xe: Một mạch điện riêng kiểm tra xem giắc cắm đã được cắm vào chưa đề loại trừ việc dây nạp điện tuột ra khỏi giắc cắm ngoài ý muốn.
Bảo vệ điện: Mạch điện thứ hai kiểm tra xem giắc cắm có được cắm vào hoàn toàn hay không mới cho phép điện áp nạp chạy vào.
Bảo vệ nạp quá tải: Điện trở trong các giắc cắm mã hóa phạm vi sử dụng cho phép của đường nạp.
Bảo vệ các bộ phận: Xe nhận được các thông tin về cường độ dòng điện từ trạm xạc và dòng điện thiết kế tối đa của dây dẫn điện nạp. Ngoài ra, hệ thống sẽ kiểm tra để đảm bảo các kết nối và đầu nối dây bảo vệ được kết nối chính xác cũng như đảm bảo giắc cắm đã được khóa.

Hệ thống giắc cắm cũng được trang bị thêm một bộ phận bảo vệ chống dòng điện rò.

Các cấp độ sạc

Với đầu giắc cắm Type 2 Mennekes nói trên, có nhiều cấp độ sạc có thể được áp dụng

Mode 1 (Sạc gia dụng – AC): Cấp độ này đã không còn được sử dụng. Với cấp độ này, dòng sạc có thể lên tới 16A, điện 1 pha hoặc 3 pha. Bộ chuyển đổi nguồn sạc được tích hợp trên xe.

Mode 2 (Sạc gia dụng – AC): Cấp độ này cho phép sạc tới 32A (điện 3 pha) tích hợp chức năng điều khiển và bảo vệ điện tử trên dây sạc. Đầu nối với điện bằng giắc nối điện gia dụng, giắc nối chuẩn CEE xanh (1 pha) hoặc giắc nối CEE đỏ (3 pha). Để điều chỉnh công suất sạc cũng như tính năng an toàn, một hệ thống giao tiếp dạng PWM được thiết lập giữa cáp sạc và xe ô tô. Thiết bị điều khiển này được gọi là ICCB (In-Cable Control Box). Bộ chuyển đổi nguồn sạc được tích hợp trên xe.

Lưu ý: Trên một số đầu cắm phổ thông gia dụng có tích hợp sẵn cảm biến nhiệt độ dạng NTC để bảo vệ chống quá tải.

Mode 3 (Sạc qua trạm – AC): Cấp độ sạc này dành cho việc sạc điện tại trạm sạc chuyên dụng. Bộ chuyển đổi nguồn sạc được tích hợp sẵn trong trụ sạc, cung cấp sẵn hệ thống giao tiếp PWM, công tắc FI và cơ chế bảo vệ chống quá dòng điện. Xe được trang bị cấp độ sạc Mode 3 có thể tải được dòng điện tới 63A. Qua đó đạt công suất sạc tới 43,5 kW. Tuỳ thuộc vào dung lượng và tình trạng pin, có thể sạc đầy trong khoảng dưới 1h.

Mode 4 (Sạc nhanh – DC): Cấp độ này dành cho sạc bằng dòng điện DC với trụ sạc tích hợp sẵn bộ chuyển đổi nguồn sạc. Xe sạc Mode 4 có 2 loại giắc cắm tương thích:

Type 2 CCS (Combined Charging system) với 2 khe tiếp xúc điện DC cho dòng điện tới 200A đi qua và đạt 170kW công suất
Giắc cắm sạc dưới form của Type 2: cho công suất thấp hơn với dòng điện tới 80A và công suất 38kW

Chu trình sạc

Quy trình kiểm tra dưới đây được thực hiện trước khi dòng sạc được thông qua:

Cáp sạc được khoá vào đầu cắm của trụ
Cáp sạc được khoá vào đầu cắm của xe và ra lệnh sạc
Trụ sạc kiểm tra kết nối với xe và đánh giá dòng điện sẵn sàng cho việc sạc
Xe tự động điều chỉnh dòng sạc tương ứng
Sau khi sạc, cáp nối được mở khoá ở cả 2 đầu kết nối với trụ và xe

Bộ pin cao áp thông thường có thể được sạc tới 1000 lần. Con số này nếu quy đổi với quãng đường chạy trung bình mỗi lần sạc 400km, ta được con số tổng quãng đường vận hành của pin vào khoảng 400.000km.

Xem thêm: