Trái tim năng lượng’ của xe điện: Phép toán làm rõ con số sạc 15 phút đi được 180km của Vinfast VF e34

Xe ô tô điện là một phương tiện phức tạp, một biểu tượng của 4.0 toàn cầu, nên nhìn thì đơn giản vẫn là sạc rồi đi, nhưng đằng sau là rất nhiều bí mật công nghệ.

Trạm sạc có công suất càng cao thì thời gian sạc pin xe điện càng ngắn?

Câu trả lời là không hoàn toàn như vậy. Vì thời gian sạc còn phụ thuộc vào công suất sạc của xe và công suất sạc của trạm sạc.

Đặt trong tình huống rằng chiếc xe của bạn được trang bị bộ pin có dung lượng 75kWh, công suất sạc của xe có thể tiếp nhận tối đa 11,5kW. Như vậy, trên lý thuyết thì bạn sẽ cần tới 75 : 11,5 = 6,5 tiếng để sạc đầy pin. Bởi vì, con số 11,5kW cũng là con số tối đa mà chiếc xe có thể tiếp nhận được, cho dù bạn có cắm vào trạm sạc có công suất lớn hơn là 22kW, thì dòng điện thực tế đi vào pin xe vẫn chỉ là 11,5kW.

Ngược lại, nếu cắm vào trạm sạc có công suất nhỏ hơn, ví dụ là 7kW, thì 7kW chính là con số thực tế nạp vào pin của xe, dù công suất tối đa của pin xe là 11,5kW. Trong tình huống này, bạn sẽ cần tới 75 : 7 = ~11 tiếng đồng hồ để sạc đầy.

Phép toán chứng minh con số sạc 15 phút đi được 180km là thực tế

Thông báo của Vinfast cho biết, chiếc xe VF e34 ra mắt tại Việt Nam mới đây có khả năng sạc nhanh 180km trong vòng 15 phút sạc - đây là một tính năng rất tiện lợi. 180km tương đương khoảng 60% tổng quãng đường tối đa có thể di chuyển nếu dùng hết sạch năng lượng của khối pin 42kWh (lưu ý ở đây là về lý thuyết phải "dùng hết sạch pin" thì đạt được quãng đường tối đa).

Tuy vậy, thời gian để sạc đầy một khối pin từ 0kWh đến 42kWh (đây cũng là lý thuyết bởi thực tế ít ai đi đến cạn sạch pin đến còn 0kWh) thì chúng tôi chưa thấy thông tin này được đề cập tới.

Với một phép tính không khó (*), ta có thể dự đoán rằng loại trạm sạc mà Vinfast dùng, với tính năng sạc nhanh, có thể đạt tới công suất khoảng 100kW. Điều này cũng hoàn toàn trùng khớp với thông tin công bố chính thức của hãng và thực tế lắp đặt trạm sạc hiện là loại DC 60kW, là công suất lớn hơn hoặc bằng 60kW.

(*) Cách tính chúng tôi đề xuất như sau:

Vinfast công bố xe đi được 300km với pin 42kWh, tức là "ngốn hoàn toàn" 42kWh để đi 300km. Sạc nhanh trong 15 phút (0.25 giờ) sẽ đi được 180km, tương đương 60% quãng đường tối đa di chuyển với pin 42kWh.

Để đi được 180km, cần phải sạc được năng lượng là: 60% x 42kWh = 25,2kWh.

Đặt công suất sạc thực tế của trạm là A:

A x 0.25 (giờ) = 25,2 (kWh)

=> A = 25,2 (kWh) : 0.25 (giờ) = 100,8kW

(*) là công thức giả định để từ đó lý giải vì sao sạc nhanh 15 phút lại đi được 180km, giả sử công suất trạm DC 60kW có thể không lúc nào đạt đến 100kW (nhưng luôn từ 60kW) cộng với thực tế hầu như không chủ xe nào đi đến mức pin còn 0kWh (mà thường sẽ còn một lượng nhất định pin - giống như chúng ta dùng điện thoại cũng vậy) thì việc một chiếc xe sạc nhanh 15 phút đi được 180km là hoàn toàn thực tế!

Chỉ 15 phút sạc đi được 180km nhưng tại sao phải mất nhiều giờ mới sạc đầy cho pin xe điện?

Khi sạc ở công suất càng cao, pin sẽ phải tiếp nhận dòng điện càng lớn, khiến nhiệt độ pin bị đẩy lên cao. Khi tới một ngưỡng nhiệt độ nhất định, bộ điều kiển pin Battery Management Systems (BMS) sẽ điều chỉnh dòng điện về mức thấp hơn để bảo vệ pin, từ đó khiến cho tốc độ sạc chậm lại.

Với chiếc Vinfast VF e34, thì có lẽ ngưỡng tối đa là 60% (tương đương quãng đường 180km). Nghĩa là khi sạc tới 60%, BMS sẽ điều chỉnh dòng điện sạc về mức thấp hơn, để sạc nốt 40% còn lại. Thời gian để sạc đầy tùy thuộc vào sức chịu đựng của bộ pin, theo phỏng đoán có thể mất thêm không dưới 1 đến 2 tiếng.

Vì sao chưa thể lắp đặt máy hoặc trạm sạc siêu nhanh tại nhà?

Yêu cầu xây dựng trạm sạc siêu nhanh thường đòi hỏi dòng điện ba pha, trụ sạc cho ra nguồn điện một chiều. Do vậy, điện sinh hoạt dân dụng khó đáp ứng được yêu cầu này và hiện tại chưa thể lắp đặt tại nhà.