Tìm hiểu các tiêu chuẩn sạc xe điện: J1772, CCS, CHAdeMO, GB/T, NACS

Xe ô tô chạy điện hay gọi tắt là xe điện đang ngày càng trở nên phổ biến trên toàn thế giới cũng như tại Việt Nam, kéo theo sự phát triển về hạ tầng của các trạm sạc xe điện. Để đảm bảo tính tương thích giữa các cổng sạc và nhà sản xuất ô tô, các tiêu chuẩn sạc xe điện đã ra đời, làm căn cứ để các hãng lựa chọn và áp dụng trên phương tiện của mình.

Tiêu chuẩn sạc xe điện là gì?

Tiêu chuẩn sạc xe điện là tập hợp các quy định chung được thống nhất về thiết kế kiểu dáng, số cổng kết nối và hoạt động của các thiết bị sạc xe điện. Các tiêu chuẩn này giúp đảm bảo các hệ thống trạm sạc và phương tiện có thể tương thích, giúp việc sạc xe thuận tiện và dễ dàng hơn.

Các tiêu chuẩn sạc xe điện phổ biến hiện nay

Phân loại theo nguồn điện, có 2 tiêu chuẩn gồm:

• Sạc AC: Sử dụng dòng điện xoay chiều (AC) để sạc xe điện. Tiêu chuẩn này có ưu điểm là an toàn, dễ lắp đặt và có thể sử dụng tại nhà hoặc các địa điểm công cộng.
• Sạc DC: Sử dụng dòng điện một chiều (DC) để sạc xe điện. Tiêu chuẩn này có ưu điểm là thời gian sạc nhanh hơn so với tiêu chuẩn AC, nhưng yêu cầu phải có thiết bị sạc chuyên dụng và có thể gây nguy hiểm nếu không được sử dụng đúng cách.

Phân loại theo cổng kết nối, có một số tiêu chuẩn sạc xe điện phổ biến trên thế giới, bao gồm:

• SAE J1772: Tiêu chuẩn sạc AC phổ biến nhất trên thế giới.
• CCS (Combined Charging System): Tiêu chuẩn sạc AC và DC phổ biến ở châu Âu, Mỹ và một số quốc gia khác.
• CHAdeMO: Tiêu chuẩn sạc DC phổ biến ở Nhật Bản và một số quốc gia khác.
• GB/T: Tiêu chuẩn sạc AC và DC phổ biến ở Trung Quốc.
• NACS: Tiêu chuẩn sạc Bắc Mỹ, do Tesla phát triển và hiện được một số hãng sử dụng.

Tiêu chuẩn SAE J1772

SAE J1772 là tiêu chuẩn sạc AC phổ biến nhất trên thế giới. Tiêu chuẩn này được phát triển bởi Hiệp hội Kỹ sư Ô tô Hoa Kỳ (SAE) và được sử dụng bởi hầu hết các nhà sản xuất xe điện và các trạm sạc ở nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. SAE J1772 có hai cấp độ sạc:

• Cấp độ 1: Sử dụng nguồn điện dân dụng 120V, công suất sạc tối đa 2,4 kW.
• Cấp độ 2: Sử dụng nguồn điện dân dụng 240V, công suất sạc tối đa 9,6 kW.

Cổng sạc theo tiêu chuẩn SAE J1772 sử dụng đầu nối 5 chân, bao gồm:

• Phân cực (P): Xác định cực tính của đầu nối.
• Dòng điện 1 (L1): Cung cấp dòng điện AC cho xe điện.
• Dòng điện 2 (L2): Cung cấp dòng điện AC cho xe điện.
• Tín hiệu gần hiện tại (PP): Phát hiện khoảng cách gần giữa đầu nối xe và thiết bị sạc.
• Chân nối đất (PE): Sử dụng để nối đất xe điện.

Tiêu chuẩn sạc CCS

Tiêu chuẩn sạc CCS viết tắt của cụm từ Combined Charging System, là tiêu chuẩn sạc AC và DC phổ biến ở châu Âu, Mỹ và một số quốc gia khác. Tiêu chuẩn này được phát triển bởi Hiệp hội Kỹ sư Ô tô Quốc tế (SAE) và được hỗ trợ bởi nhiều nhà sản xuất xe ô tô lớn bao gồm: BMW, GM, Ford, Hyundai Motor (bao gồm KIA), Nissan, Porsche, Tesla, Volkswagen, ...

Cổng sạc theo tiêu chuẩn CCS hiện nay có hai loại, chia theo số chân kết nối gồm:

• CCS Type 1: Sử dụng đầu nối 3 chân của J1772 cho AC và một cổng DC thêm vào, tương thích cả sạc AC và DC, công suất tối đa 50kW.
• CCS Type 2: Sử dụng đầu nối 5 chân của Type 2 cho AC và một cổng DC thêm vào, tương thích với dòng điện DC sạc công suất cao, tối đa 350 kW.

Điểm chung của tiêu chuẩn CCS về số chân kết nối cho sạc AC và DC bao gồm:

• Phân cực (P): Xác định cực tính của đầu nối.
• Dòng điện 1 (L1): Cung cấp dòng điện AC cho xe điện.
• Dòng điện 2 (L2): Cung cấp dòng điện AC cho xe điện.

Tiêu chuẩn CCS Type 1

Các chân dùng riêng cho sạc DC bao gồm:

• Dòng điện 3 (L3): Cung cấp dòng điện DC cho xe điện.
• Dòng điện 4 (L4): Cung cấp dòng điện DC cho xe điện.
• Tín hiệu gần hiện tại (PP): Phát hiện khoảng cách gần giữa đầu nối xe và thiết bị sạc.
• Chân nối đất (PE): Sử dụng để nối đất xe điện.

Tiêu chuẩn CCS Type 2

Ưu điểm nổi bật của tiêu chuẩn sạc CCS:

• Tương thích với cả nguồn sạc AC và DC, không cần mua nhiều loại thiết bị sạc khác nhau.
• Cung cấp công suất sạc cao, giúp giảm thời gian sạc xe điện.
• Được hỗ trợ bởi nhiều nhà sản xuất xe điện, giúp người dùng có thể tìm kiếm trạm sạc sử dụng tiêu chuẩn CCS trở nên dễ dàng hơn.

Bên cạnh đó, nhược điểm của tiêu chuẩn sạc CCS nằm ở giá thành, các thiết bị sạc CCS thường cao hơn thiết bị sạc sử dụng các tiêu chuẩn khác.

Tiêu chuẩn sạc CHAdeMO

CHAdeMO là tiêu chuẩn sạc DC phổ biến ở Nhật Bản, Hàn Quốc và một số quốc gia khác. Tiêu chuẩn này được phát triển bởi Hiệp hội Chuẩn hóa Kỹ thuật Ô tô Nhật Bản (JSAE) và được hỗ trợ bởi nhiều nhà sản xuất xe điện, bao gồm BYD, Nissan, Mitsubishi, Renault, … CHAdeMO có công suất sạc tối đa 50 kW với cấu hình 5 chân:

• Phân cực (P): Xác định cực tính của đầu nối.
• Dòng điện 1 (L1): Cung cấp dòng điện DC cho xe điện.
• Dòng điện 2 (L2): Chung cấp dòng điện DC cho xe điện.
• Tín hiệu gần hiện tại (PP): Phát hiện khoảng cách gần giữa đầu nối xe và thiết bị sạc.
• Chân nối đất (PE): Sử dụng để nối đất xe điện.

Ưu điểm của tiêu chuẩn sạc CHAdeMO:

• Có công suất sạc cao, giúp giảm thời gian sạc xe điện.
• Được hỗ trợ bởi nhiều nhà sản xuất xe điện, giúp việc tìm kiếm trạm sạc CHAdeMO trở nên dễ dàng hơn.

Nhược điểm của tiêu chuẩn sạc CHAdeMO:

• Chỉ tương thích với sạc DC, có thể gây khó khăn cho việc sạc xe điện tại một số khu vực chưa có trạm sạc DC.
• Đầu nối CHAdeMO có kích thước lớn hơn đầu nối CCS, có thể gây khó khăn cho việc lắp đặt tại một số vị trí.

Tiêu chuẩn sạc GB/T

GB/T là tiêu chuẩn sạc AC và DC phổ biến ở Trung Quốc. Tiêu chuẩn này được phát triển bởi Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Trung Quốc (GB/T) và được hỗ trợ bởi nhiều nhà sản xuất xe điện, bao gồm BYD, Geely, SAIC,...

Tiêu chuẩn sạc GB/T được chia thành hai loại:

• GB/T 20234: Sử dụng đầu nối 5 chân, tương thích với cả sạc AC và DC cho công suất tối đa 60kW.
• GB/T 30288: Sử dụng đầu nối 7 chân, tương thích với sạc DC công suất cao lên tới 350 kW.

Cũng giống như tiêu chuẩn CCS, GB/T sử dụng một số chân chung cho cả sạc AC và DC, bao gồm:

• Phân cực (P): Xác định cực tính của đầu nối.
• Dòng điện 1 (L1): Cung cấp dòng điện AC cho xe điện.
• Dòng điện 2 (L2): Cung cấp dòng điện AC cho xe điện.

Các chân riêng biệt cho sạc DC bao gồm:

• Dòng điện 3 (L3): Cung cấp dòng điện DC cho xe điện.
• Dòng điện 4 (L4): Cung cấp dòng điện DC cho xe điện.
• Tín hiệu gần hiện tại (PP): Phát hiện khoảng cách gần giữa đầu nối xe và thiết bị sạc.
• Chân nối đất (PE): Sử dụng để nối đất xe điện.

Ưu điểm của tiêu chuẩn sạc GB/T:

• Tương thích với cả sạc AC và DC, giúp giảm nhu cầu mua nhiều loại thiết bị sạc khác nhau.
• Có công suất sạc cao, giúp giảm thời gian sạc xe điện.
• Được hỗ trợ bởi nhiều nhà sản xuất xe điện, giúp việc tìm kiếm trạm sạc GB/T trở nên dễ dàng hơn.

Nhược điểm của tiêu chuẩn sạc GB/T:

• Đầu nối GB/T 7 chân có kích thước lớn hơn đầu nối CCS 7 chân, có thể gây khó khăn cho việc lắp đặt tại một số vị trí.
• Giá thành của thiết bị sạc GB/T thường cao hơn thiết bị sạc sử dụng các tiêu chuẩn khác.

Tiêu chuẩn sạc NACS

NACS (North American Charging Standard) hay còn gọi là tiêu chuẩn Bắc Mỹ, đây là tiêu chuẩn sạc phát triển bởi hãng xe điện Tesla dành cho thị trường Bắc Mỹ và được sử dụng bởi các mẫu xe Tesla sản xuất từ năm 2012 đến nay. Tesla đã mở rộng mạng lưới trạm sạc của mình nhanh chóng và hiện vận hành khoảng 60% tổng số bộ sạc nhanh DC ở Mỹ.

Tiêu chuẩn NACS có công suất sạc tối đa 250 kW, sử dụng đầu nối 7 chân bao gồm:

• Phân cực (P): Xác định cực tính của đầu nối.
• Dòng điện 1 (L1): Cung cấp dòng điện AC cho xe điện.
• Dòng điện 2 (L2): Cung cấp dòng điện AC cho xe điện.
• Dòng điện 3 (L3): Cung cấp dòng điện DC cho xe điện.
• Dòng điện 4 (L4): Cung cấp dòng điện DC cho xe điện.
• Tín hiệu gần hiện tại (PP): Phát hiện khoảng cách gần giữa đầu nối xe và thiết bị sạc.
• Chân nối đất (PE): Sử dụng để nối đất xe điện.

Năm ngoái, Tesla đã công bố chính thức mở tiêu chuẩn NACS cho các nhà sản xuất khác sử dụng chung. Cho đến nay, một số nhà sản xuất như Ford, General Motors, Rivian, Volvo, Polestar, Nissan/Infiniti, Mercedes-Benz, Honda/Acura, … cũng đã công bố kế hoạch trang bị cho các phương tiện của mình tiêu chuẩn NACS trong tương lai.

Điểm khác biệt nổi bật nhất giữa NACS và CCS nằm ở kích thước, NACS nhỏ hơn nhiều vì nó sử dụng cùng một chân cho cả sạc AC và DC, trong khi CCS cần bổ sung thêm 2 chân cắm nếu muốn sạc DC.

Vì các chân AC và DC được dùng chung nên nguồn điện phải được quản lý bằng thiết bị điện tử điều khiển có thể chuyển đổi an toàn giữa hai chế độ thông qua nối dây điện, cầu chì, công tắc, trung tâm điện hoặc chuyển đổi trên bo mạch (OBC).

Phát triển hạ tầng trạm sạc xe điện

Liên minh sạc xe điện là các tổ chức được thành lập bởi các nhà sản xuất xe điện, nhà cung cấp dịch vụ sạc và các bên liên quan khác để thúc đẩy việc phát triển và triển khai hạ tầng sạc xe điện. Các liên minh này thường làm việc để thống nhất các tiêu chuẩn sạc, hợp tác phát triển các công nghệ sạc mới và hỗ trợ việc xây dựng các trạm sạc.

Dưới đây là một số liên minh sạc xe điện lớn trên thế giới:

• CharIN (Charging Interface Initiative): Liên minh này được thành lập vào năm 2012 bởi các nhà sản xuất xe điện, nhà cung cấp dịch vụ sạc và các bên liên quan khác. CharIN là tổ chức chịu trách nhiệm phát triển và duy trì tiêu chuẩn sạc CCS.
• Electrify America (EA): Đây là một công ty con của Volkswagen được thành lập vào năm 2017 để phát triển và triển khai hạ tầng sạc xe điện tại Hoa Kỳ. Electrify America đã xây dựng và vận hành một mạng lưới trạm sạc nhanh trên khắp Hoa Kỳ sử dụng tiêu chuẩn sạc CCS.
• IONITY (International Joint Organization for New Mobility): Liên minh này được thành lập vào năm 2017 bởi các nhà sản xuất xe điện châu Âu, bao gồm Audi, BMW, Daimler, Ford, Porsche và Volkswagen. IONITY đang xây dựng một mạng lưới trạm sạc nhanh trên khắp châu Âu sử dụng tiêu chuẩn sạc CCS.
• ChargePoint (CHPT): Đây là nhà cung cấp dịch vụ sạc xe điện lớn nhất thế giới. ChargePoint sở hữu và vận hành một mạng lưới trạm sạc rộng khắp ở Hoa Kỳ, Canada và Châu Âu. ChargePoint hỗ trợ nhiều tiêu chuẩn sạc khác nhau, bao gồm CCS, CHAdeMO và SAE J1772.
• EVgo (EVGO): Đây là nhà cung cấp dịch vụ sạc xe điện lớn thứ hai ở Hoa Kỳ. EVgo sở hữu và vận hành một mạng lưới trạm sạc nhanh trên khắp Hoa Kỳ. EVgo hỗ trợ tiêu chuẩn sạc CCS.

Các liên minh sạc xe điện đang đóng một vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy việc phát triển và triển khai hạ tầng sạc xe điện. Các liên minh này đang làm việc để đảm bảo rằng việc sạc xe điện trở nên thuận tiện và dễ dàng hơn cho người tiêu dùng.

Tại Việt Nam, tiêu chuẩn sạc AC loại Type 2 và tiêu chuẩn sạc DC loại CCS 2 đang được áp dụng rộng rãi. Đây là hai tiêu chuẩn được sử dụng phổ biến trên thế giới, giúp việc tìm kiếm trạm sạc xe điện trở nên dễ dàng hơn. Trong tương lai, các ban ngành sẽ tiếp tục nghiên cứu, đề xuất các giải pháp và thống nhất tiêu chuẩn chung để thúc đẩy việc phát triển hạ tầng trạm sạc xe điện tại Việt Nam, góp phần thúc đẩy sự phát triển của thị trường xe điện.

TH (trangcongnghe.com.vn)