Giải Thích Về Bộ Sạc Hai Chiều V2G So Với V2H Và V2L

Xe ô tô điện (EV) với khả năng sạc hai chiều có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho ngôi nhà, cung cấp năng lượng trở lại vào lưới điện và thậm chí cung cấp nguồn điện dự phòng trong trường hợp mất điện hoặc khẩn cấp. EV về cơ bản là một bộ pin lớn trên bánh xe, vì vậy bộ sạc hai chiều có thể cho phép một chiếc xe lưu trữ điện giá rẻ vào giờ cao điểm hoặc năng lượng mặt trời để giảm chi phí điện gia dụng. Công nghệ mới nổi này, được gọi là phương tiện nối lưới (V2G), có thể cách mạng hóa cách thức vận hành của lưới điện của chúng ta, với tiềm năng cho hàng chục nghìn xe điện cung cấp điện đồng thời trong thời gian nhu cầu điện cao nhất. Đối với những người mới sử dụng bộ sạc xe điện, hãy xem bài viết giải thích về cách sạc EV của chúng tôi.

Làm Thế Nào Nó Hoạt Động?

Bộ sạc hai chiều là bộ sạc EV tiên tiến có khả năng sạc hai chiều, điều này nghe có vẻ tương đối đơn giản, nhưng đó là một quá trình chuyển đổi điện năng phức tạp từ nguồn AC sang DC (dòng điện một chiều), không giống như bộ sạc EV một chiều thông thường sạc bằng AC (dòng điện xoay chiều).

Không giống như bộ sạc EV tiêu chuẩn, bộ sạc hai chiều hoạt động giống như một bộ biến tần và chuyển đổi AC thành DC trong quá trình sạc và ngược lại trong quá trình xả. Tuy nhiên, bộ sạc hai chiều chỉ có thể hoạt động với các loại xe tương thích với sạc DC hai chiều. Thật không may, hiện chỉ có một số lượng rất nhỏ xe điện có khả năng sạc hai chiều. Do bộ sạc hai chiều phức tạp hơn nhiều, chúng cũng đắt hơn nhiều so với bộ sạc EV thông thường vì chúng tích hợp thiết bị điện tử chuyển đổi năng lượng tiên tiến để quản lý dòng năng lượng đến và đi của xe.

Bộ sạc hai chiều được sử dụng để cấp điện cho một ngôi nhà cũng yêu cầu thiết bị bổ sung để quản lý tải và cách ly ngôi nhà khỏi lưới điện trong thời gian cúp điện, được gọi là độc lập. Với nhiều tiến bộ trong việc lưu trữ pin, không có gì ngạc nhiên khi nguyên tắc hoạt động cơ bản của bộ sạc EV hai chiều rất giống với bộ sạc biến tần hai chiều, đã được sử dụng cho các hệ thống lưu trữ năng lượng nối lưới trong hơn một thập kỷ qua.

Công Dụng Của Sạc Hai Chiều V2G Là Gì?

Bộ sạc hai chiều có thể được sử dụng cho hai ứng dụng khác nhau. Đầu tiên và được nhắc đến nhiều nhất là Xe nối lưới hoặc V2G, được thiết kế để gửi hoặc xuất năng lượng vào lưới điện khi nhu cầu cao. Nếu hàng nghìn phương tiện có công nghệ V2G được cắm và kích hoạt, điều này có khả năng biến đổi cách thức lưu trữ và tạo ra điện. Xe điện có pin lớn, mạnh mẽ, vì vậy sức mạnh tổng hợp của hàng nghìn phương tiện có V2G có thể rất lớn.

1. Xe nối lưới hoặc V2G – EV xuất năng lượng để hỗ trợ lưới điện.

2. Năng lượng từ xe đến nhà hoặc V2H – EV được sử dụng để cung cấp năng lượng cho gia đình hoặc cơ sở kinh doanh.

3. Năng lường từ xe sang tải hoặc V2L * – EV có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị hoặc sạc các xe điện khác

* V2L không yêu cầu bộ sạc hai chiều để hoạt động

Cách sử dụng thứ hai của bộ sạc hai chiều là dành cho Xe đến nhà hoặc V2H. Như tên gọi, V2H cho phép EV được sử dụng giống như một hệ thống pin gia đình để lưu trữ năng lượng mặt trời dư thừa và cung cấp năng lượng cho ngôi nhà của bạn. Một hệ thống pin gia đình điển hình, chẳng hạn như bộ pin lưu trữ Tesla Powerwall có công suất 13,5kWh, trong khi một xe ô tô điện trung bình có công suất 65kWh, tương đương với gần năm bộ Tesla Powerwall. Do dung lượng pin lớn, một chiếc EV được sạc đầy có thể hỗ trợ một ngôi nhà trung bình trong vài ngày tại một thời điểm hoặc lâu hơn khi kết hợp với năng lượng mặt trời trên mái nhà.

Phương tiện nối lưới – V2G

Xe nối lưới là nơi một phần năng lượng của pin EV được xuất vào lưới điện khi nhu cầu cao để đổi lấy các khoản tín dụng hoặc giảm chi phí điện, tùy thuộc vào hợp đồng dịch vụ. Để tham gia các chương trình V2G, cần có bộ sạc DC hai chiều và EV tương thích. Tất nhiên, có một số khuyến khích tài chính để làm điều này và chủ sở hữu xe điện được cấp tín dụng hoặc giảm chi phí điện để tham gia. EVs với V2G cũng có thể cho phép chủ sở hữu tham gia vào các chương trình nhà máy điện ảo (VPP) để cải thiện độ ổn định của lưới điện. Chỉ một số ít EV hiện có V2G và khả năng sạc DC hai chiều; chúng bao gồm mẫu  Nissan Leaf  (ZE1) sau này và Mitsubishi Outlander và Eclipse plug-in hybrid.

Một phần của vấn đề với vai trò của công nghệ V2G là những thách thức về quy định và thiếu các giao thức sạc EV hai chiều tiêu chuẩn và loại đầu nối. Một số nhà sản xuất xe, chẳng hạn như Ford, đã phát triển bộ sạc hai chiều chỉ hoạt động với Ford EV. Những người khác, chẳng hạn như Nissan, hoạt động bằng cách sử dụng bộ sạc hai chiều phổ biến như Wallbox Quasar, được mô tả chi tiết hơn bên dưới.

Ngày nay, hầu hết các xe điện đều được trang bị cổng sạc DC CCS tiêu chuẩn. Hiện tại, chiếc EV duy nhất sử dụng cổng CCS để sạc hai chiều là Ford F-150 Lightning EV được phát hành gần đây. Tuy nhiên, sẽ có nhiều EV có cổng kết nối CCS hơn với khả năng V2H và V2G trong tương lai gần, với việc VW thông báo xe điện ID của họ có thể cung cấp tính năng sạc hai chiều vào cuối năm 2022.

Năng lượng từ xe đến nhà – V2H

Năng lượng từ xe đến nhà (V2H) tương tự như V2G, nhưng năng lượng được sử dụng cục bộ để cung cấp năng lượng cho một ngôi nhà thay vì được cấp vào lưới điện. Điều này cho phép EV hoạt động giống như một hệ thống pin gia đình thông thường để giúp tăng khả năng tự cung cấp, đặc biệt là khi kết hợp với năng lượng mặt trời trên mái nhà. Một lợi ích khác của V2H là khả năng cung cấp nguồn điện dự phòng trong trường hợp mất điện.

Để V2H hoạt động, nó cần có bộ sạc hai chiều tương thích và thiết bị bổ sung bao gồm đồng hồ đo năng lượng (đồng hồ đo CT) phải được lắp đặt tại điểm đấu nối lưới điện chính. Máy đo CT giám sát dòng năng lượng đến và đi từ lưới điện. Khi hệ thống phát hiện ra năng lượng đang được tiêu thụ bởi nhà của bạn từ lưới điện, nó sẽ báo hiệu cho bộ sạc EV hai chiều xả với một lượng bằng nhau, do đó bù đắp bất kỳ nguồn điện nào lấy từ lưới điện. Tương tự như vậy, khi hệ thống phát hiện năng lượng được xuất từ ​​mảng năng lượng mặt trời trên mái nhà, nó sẽ chuyển hướng này để sạc EV, rất giống với cách  hoạt động của bộ sạc EV thông minh .

Hiện chỉ có một số xe điện có công nghệ V2H, bao gồm Nissan Leaf và Mitsubishi Outlander PHEV, cả hai đều sử dụng đầu nối CHAdeMO kiểu cũ hơn. Ford F-150 Lightning EV mới độc đáo ở chỗ nó là chiếc xe đầu tiên có khả năng sạc hai chiều sử dụng đầu nối CCS. Tuy nhiên, nó chỉ có thể hoạt động khi được sử dụng với Ford Charge Station Pro cùng với Hệ thống tích hợp Ford Home. F-150 Lightning cũng có công nghệ Xe tải (V2L), như mô tả bên dưới.

Năng lượng từ xe đến phụ tải – V2L

Năng lượng từ xe đến phụ tải (Vehicle-to-load) hoặc V2L đơn giản hơn nhiều vì nó không yêu cầu bộ sạc hai chiều để hoạt động. Xe có V2L có bộ sạc hai chiều tích hợp và ổ cắm điện AC tiêu chuẩn, có thể được sử dụng để cắm vào bất kỳ thiết bị AC thông thường nào trong gia đình. Trong trường hợp khẩn cấp, dây nối dài có thể được chạy từ xe vào nhà để cung cấp điện cho các phụ tải thiết yếu, bao gồm đèn chiếu sáng, máy tính, tủ lạnh và thậm chí cả các thiết bị nấu ăn.

Ford F-150 Lightning mới có khả năng V2L thông qua bốn ổ cắm điện AC 2,4kW cho tổng công suất 9,6kW. Các loại xe khác có công nghệ V2L bao gồm  Hyundai IONIQ 5 và Kia EV6 mới, có cả ổ cắm điện AC bên trong và bên ngoài, và dòng xe điện BYD , bao gồm Yuan Plus (Atto 3).

V2L cho nguồn điện ngoài lưới và dự phòng

Trong khi xe có V2L có thể rất hữu ích cho nguồn điện dự phòng bằng cách sử dụng dây dẫn mở rộng để chạy các thiết bị được chọn. Cũng có thể kết nối nguồn cung cấp V2L trực tiếp với tổng đài dự phòng hoặc thậm chí là bảng phân phối chính bằng cách sử dụng bộ chuyển mạch AC chuyên dụng (chuyển đổi).

Một chiếc xe với V2L cũng có thể được kết hợp với hệ thống năng lượng mặt trời không nối lưới để giảm hoặc thậm chí loại bỏ nhu cầu sử dụng máy phát điện dự phòng. Hầu hết các hệ thống điện mặt trời không nối lưới đều có bộ sạc biến tần hai chiều, về mặt kỹ thuật có thể sử dụng điện từ bất kỳ nguồn AC nào, kể cả xe có V2L. Tuy nhiên, để làm điều này một cách an toàn, nó sẽ cần được cài đặt và cấu hình bởi một chuyên gia năng lượng mặt trời hoặc thợ điện có trình độ.

Tìm hiểu thêm về cách sử dụng V2L cho nguồn điện dự phòng và để cải thiện các hệ thống không nối lưới .

Danh sách các xe điện có bộ sạc hai chiều V2G

Biểu đồ sau liệt kê các EV hiện có sẵn hoặc sắp phát hành với khả năng sạc hai chiều bao gồm các chức năng V2G, V2H và V2L. Số được liệt kê trong cột V2L là định mức công suất đầu ra tính bằng kW. Tìm hiểu thêm trong bài viết giải thích chi tiết về V2L của chúng tôi .

Phương tiện giao thông	Model	Trình kết nối	V2G	V2H	V2L	Có sẵn
	Nissan Leaf ZE1	Chademo	Có	Có	Không	Có
	Outlander PHEV	Chademo	Có	Có	Không	Có
	Hyundai Ioniq 5	CCS	Không	Không	CÓ 3,6kW	Có
	KIA EV6	CCS	Không	Không	CÓ 3,6kW	Có
	BYD Atto 3	CCS	Không	Không	CÓ 3,3kW *	Tháng 8 năm 2022
	BYD Han EV	CCS	Không	Không	CÓ 3,3kW *	Tháng 10 năm 2022
	Ford F-150 Lightning	CCS	(TBC)	Có	CÓ 9,6kW	Có
	MG ZS EV (2022)	CCS	Không	Không	CÓ (TBC)	Tháng 10 năm 2022
	VW ID Models	CCS	Không (TBC)	Không (TBC)	Có (TBC)	Cuối năm 2022

(*) Xếp hạng công suất từ ​​xe đến tải (V2L) vẫn chưa được xác nhận. Xếp hạng công suất cao nhất của tôi được hiển thị.

Bộ Sạc Hai Chiều V2G

Hiện tại, Wallbox Quasar và Highbury là hai bộ sạc DC hai chiều phổ biến duy nhất để sử dụng tại nhà (cấp độ 2); cả hai đều thuộc loại DC và hoạt động với CHAdeMO (DC), trong khi Wallbox Quasar 2 được công bố gần đây hoạt động với cổng sạc xe CCS-DC phổ biến hơn. Ford F-150 Lightning EV sắp ra mắt là duy nhất vì nó chỉ hoạt động với Ford Charge Station Pro và yêu cầu thiết bị bổ sung để cho phép sạc hai chiều . Các nhà sản xuất xe khác, bao gồm Tesla, đã được đồn đại sẽ bổ sung khả năng sạc hai chiều cho xe của họ để cho phép V2G và V2H trong tương lai.

Wallbox Quasar

Wallbox Quasar là bộ sạc EV hai chiều đầu tiên được thiết kế để sử dụng tại nhà và là bộ sạc nhỏ nhất cùng loại cung cấp khả năng sạc DC hai chiều tiên tiến. Nó có định mức công suất tối đa là 7,4kW (32A), nhưng điều quan trọng cần lưu ý là nó chỉ tương thích với các loại xe có đầu nối xe CHAdeMO DC. Hiện tại, chỉ Nissan Leaf EV và Mitsubishi Outlander plug-in hybrid thế hệ mới có thể được sử dụng với Wallbox Quaser. Quasar có giá từ US $ 4500 đến $ 8000 tùy thuộc vào quốc gia và thuế địa phương.

Như đã giải thích trước đó, bộ sạc hai chiều có thể kích hoạt V2G hoặc V2H nhưng đây là những ngày đầu đối với công nghệ mới nổi này, do đó, một số cuộc điều tra sẽ được yêu cầu để đảm bảo nó có thể được sử dụng ở tiểu bang hoặc khu vực của bạn. Ngoài ra, một số nhà bán lẻ điện và cơ quan quản lý có thể chưa chấp thuận việc sử dụng sạc EV hai chiều. Tại Úc, các phê duyệt theo quy định đối với bộ sạc hai chiều sắp được phê chuẩn cùng với một số thử nghiệm V2G đã được tiến hành.

Tải xuống thông số kỹ thuật Bộ sạc hai chiều V2G Quasar Wallbox

Wallbox Quasar 2

Wallbox gần đây đã công bố Quasar 2 thế hệ thứ hai. Bộ sạc DC hai chiều mới đã được thiết kế lại từ đầu và hiện cung cấp năng lượng sạc hoặc xả lên đến 11,5kW (48A). Kiểu dáng cũng đã thay đổi hoàn toàn so với mô hình trước đó khá độc đáo thành một vỏ bọc mỏng trông bóng bẩy và không có màn hình. Quan trọng hơn, Quasar 2 mới có “chế độ tắt điện” cho phép một chiếc xe tương thích cung cấp năng lượng cho ngôi nhà của bạn trong trường hợp mất điện. Wallbox tuyên bố nó sẽ có thể chuyển đổi liền mạch ngôi nhà của bạn từ nguồn điện lưới sang nguồn cung cấp cho xe cộ; điều này ngụ ý rằng nó hoạt động theo lệnh với bộ cách ly lưới điện bên ngoài (công tắc tơ) được yêu cầu để đảo nhà bạn khỏi lưới điện một cách an toàn. Các thông số kỹ thuật đầy đủ vẫn chưa được công bố, mặc dù trang web của công ty phác thảo rằng nó sẽ chứa một loạt các tùy chọn giao tiếp bao gồm WiFi, Ethernet,

Chưa có giá cho Wallbox Quasar 2.

Công nghệ chỉnh lưu Highbury

Nhà sản xuất thiết bị chuyển đổi điện năng của Úc Rectifier Technologies là công ty thứ hai phát triển bộ sạc hai chiều nhỏ gọn dành cho dân dụng. Bộ sạc DC hai chiều Highbury sắp ra mắt, tuyên bố có hiệu suất 96% và có thiết kế mỏng rất hiện đại. Highbury, được quảng cáo là bộ sạc DC hai chiều mỏng nhất thế giới, sẽ có hai kích cỡ, tiêu chuẩn 7kW và công suất cao 11kW (46A).

Ban đầu, nó sẽ cho phép chủ sở hữu xe điện bán lượng điện dư thừa cho lưới điện thông qua V2G, nhưng chức năng bổ sung, bao gồm cả xe đến nhà (V2H), sẽ có sẵn ở giai đoạn sau. Highbury sẽ tương thích với cả xe điện tuân thủ CHAdeMO hoặc CCS.

Tải xuống bảng dữ liệu bộ sạc hai chiều V2G của Highbury.

Trạm sạc Ford Pro

Charge Station Pro là bộ sạc EV độc quyền của Ford được đánh giá ở mức tối đa 80 Amps, hoặc 19,2kW (240V), được phát hành cùng với Ford F-150 Lightning, xe bán tải điện mới vào giữa năm 2022. Bộ sạc được phát triển với sự hợp tác của Siemens eMobility và sẽ cho phép F-150 EV cung cấp năng lượng cho một ngôi nhà với công suất lên đến 9,6kW khi được lắp đặt cùng với Hệ thống Tích hợp Gia đình để cho phép Ford gọi là nguồn điện dự phòng thông minh.

Tìm hiểu thêm về hệ thống tích hợp nhà Ford trong bài đánh giá kỹ thuật chi tiết của chúng tôi.

Vẫn chưa rõ chính xác cách thức hoạt động của Ford Charge Station Pro liên quan đến chuyển đổi điện năng, nhưng có vẻ như bộ sạc có thể hoạt động như một bộ sạc EV thông thường bằng cách sử dụng đầu nối J1172 tiêu chuẩn Hoa Kỳ (phích cắm J) hoặc như một hệ thống hai chiều sử dụng CCS Đầu nối -DC. Lưu ý rằng chức năng sạc hai chiều chỉ có thể được sử dụng khi kết hợp với hệ thống tích hợp tại nhà của Ford, bao gồm thiết bị giám sát, đồng hồ đo năng lượng và công tắc chuyển đổi để cho phép đảo (cách ly lưới điện) trong trường hợp mất điện.

Tải xuống biểu dữ liệu bộ sạc hai chiều V2G của Charge Station Pro.

Giá chính thức của Ford Charge Station Pro là US $ 1310 cộng với công lắp đặt. Chưa có giá cho Hệ thống tích hợp Ford Home.

Bộ sạc hai chiều Emporia V2X

V2X là bộ sạc hai chiều tại nhà của công ty nhỏ Emporia có trụ sở tại Colorado, chuyên về các sản phẩm quản lý năng lượng gia đình thông minh. Bộ sạc hai chiều Emporia rất ấn tượng và có bộ biến tần AC / DC dựa trên silicon-cacbua tích hợp được thiết kế bởi BREK Electronics, được đánh giá ở mức tối đa 48A hoặc 11,52kW. Nó tương thích với các đầu nối CSS Loại 1 và có thể được kết hợp với hệ thống quản lý năng lượng gia đình Emporia Vue để tự động hóa nhu cầu sử dụng và lưu trữ năng lượng của bạn. Đáng chú ý hơn, nó cũng có tính năng ‘hỗ trợ đảo ngoài lưới’, có nghĩa là nó sẽ hoạt động ở chế độ ngoài lưới với việc bổ sung một thiết bị cách ly lưới tương thích (công tắc tơ).

Giá được niêm yết là 1500 đô la Mỹ, khiến đây dễ dàng trở thành một trong những bộ sạc hai chiều phổ thông có giá cả phải chăng nhất. Tuy nhiên, sản phẩm này vẫn đang trong giai đoạn thiết kế và dự kiến ​​sẽ ra mắt vào khoảng năm 2023.

Tải xuống thông số kỹ thuật đầy đủ của bộ sạc hai chiều V2G của Emporia V2X.