Khi một chiếc xe điện hết điện và dừng lại trên đường cao tốc, đường ngoại ô, khu mỏ hoặc khu công nghiệp, điều đầu tiên mà một công ty cứu hộ đường bộ cần giải quyết không phải là "làm thế nào để sạc đầy xe", mà là "cần bổ sung bao nhiêu điện để xe có thể rời khỏi hiện trường một cách an toàn".
Có sự khác biệt đáng kể giữa hai điều này.
Các trạm sạc cố định truyền thống dựa vào nguồn điện lưới liên tục và chủ yếu được sử dụng để bổ sung điện năng hàng ngày.Tuy nhiên, sản phẩm của Door Energy là một thiết bị lưu trữ năng lượng và sạc tích hợp di động: nó trước tiên lưu trữ năng lượng điện trong hệ thống lưu trữ năng lượng bên trong, sau đó xuất ra qua DC để cung cấp năng lượng khẩn cấp cho xe điện có công suất thấp khi đến hiện trường; nếu cần, nó cũng có thể xuất điện AC cho các tải như máy xúc điện, máy bơm nước và chiếu sáng.Do đó, "Bộ sạc xe điện di động" mà khách hàng nước ngoài tìm kiếm, trong logic sản phẩm của Door Energy, không phải là một trạm sạc thông thường, cũng không phải là một bộ sạc nhỏ mang theo trong xe, mà là một hệ thống lưu trữ năng lượng và xuất điện di động phù hợp cho cứu hộ đường bộ, xe lớn và các kịch bản công nghiệp ngoài trời.
Theo dữ liệu từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế, doanh số bán xe điện toàn cầu đã vượt quá 17 triệu chiếc vào năm 2024, tăng hơn 25% so với cùng kỳ năm trước và chiếm hơn 20% doanh số bán xe mới toàn cầu. Với số lượng xe điện ngày càng tăng trên đường, các vấn đề như thiếu điện trên đường, hỏng hóc các cơ sở sạc cố định và thiếu kết nối lưới điện ở các khu vực xa xôi sẽ thúc đẩy nhu cầu về sạc di động và cứu hộ đường bộ.Vậy, cần bao nhiêu điện cho một hoạt động cứu hộ đường bộ? Và các công ty cứu hộ đường bộ nên tính toán dung lượng lưu trữ năng lượng và công suất đầu ra của bộ sạc xe điện di động như thế nào?I. Tại sao cứu hộ đường bộ không yêu cầu sạc xe điện đến 100%?
1. Mục tiêu của cứu hộ đường bộ là khôi phục khả năng di chuyển an toàn
Trong các tình huống cứu hộ đường bộ, mục tiêu chính của việc sạc tại chỗ thường là để xe:
* Di chuyển ra khỏi đường cao tốc hoặc làn đường nguy hiểm;
* Đến trạm sạc công cộng gần nhất;
* Quay trở lại trung tâm đội xe hoặc trung tâm sửa chữa;
* Vào khu vực đỗ xe an toàn để chờ xử lý tiếp.
Giả sử xe bị hỏng chỉ cách trạm sạc khả dụng gần nhất 20 km, việc bổ sung phạm vi hoạt động an toàn từ 30 đến 40 km thường là đủ để hoàn thành việc cứu hộ. Tiếp tục sạc lại pin lên 80% hoặc 100% tại chỗ sẽ thực sự kéo dài thời gian ngừng hoạt động của thiết bị và giảm số lượng nhiệm vụ mà Bộ sạc xe điện di động có thể hoàn thành trong ngày.
Trung tâm Dữ liệu Nhiên liệu Thay thế của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ chỉ ra rằng, trong điều kiện thích hợp, Sạc nhanh DC có thể bổ sung phạm vi hoạt động khoảng 100 đến 200 dặm trong 30 phút. Tuy nhiên, kết quả sạc thực tế bị ảnh hưởng bởi dung lượng pin của xe, trạng thái sạc hiện tại (SOC), khả năng sạc của xe, nhiệt độ và công suất đầu ra của thiết bị.
Do đó, các công ty cứu hộ đường bộ nên xác định trước "phạm vi an toàn tối thiểu" trước khi tính toán lượng điện cần cung cấp.
Nhiệm vụ cứu hộ
Khôi phục phạm vi hoạt động an toàn được đề xuất
Mức sạc tham chiếu phía xe
| Mục đích chính | Rời khỏi đường nguy hiểm | 10–20km | 3–8kWh |
| Vào khu vực đỗ xe an toàn | Cứu hộ đô thị cự ly ngắn | 20–40km | 6–15kWh |
| Đến trạm sạc cố định gần nhất | Cứu hộ đường cao tốc | 40–80km | 15–30kWh |
| Đến khu vực dịch vụ hoặc trạm sạc | Cứu hộ đường xa | 80–150km | 25–60kWh |
| Bao phủ khoảng cách di chuyển dài hơn | Xe thương mại hạng nhẹ | 50–100km | 25–70kWh |
| Quay về trung tâm hoặc khu vực làm việc | Xe điện lớn | Tính toán dựa trên lộ trình thực tế | 50–150kWh trở lên |
| 2. Phương pháp hai: Tính toán dựa trên SOC mục tiêu | Dữ liệu trên nằm trong phạm vi kế hoạch hoạt động và không phải là thông số cố định cho các mẫu xe cụ thể. Công ty cứu hộ vẫn cần điều chỉnh theo mức tiêu thụ năng lượng thực tế của xe và điều kiện đường xá. | 2. Sạc nhiều hơn không đảm bảo hiệu quả cứu hộ cao hơn | Nếu một "trạm sạc di động Door Energy" có thể cung cấp 160kWh điện năng hiệu quả trong chu kỳ nhiệm vụ hiện tại, bổ sung trung bình 40kWh mỗi xe, về lý thuyết chỉ có thể hoàn thành 4 lượt cứu hộ. Nếu mỗi xe nhận được mức bổ sung trung bình 16kWh, nó có thể bao phủ khoảng 10 nhiệm vụ. |
Hơn nữa, xe điện thường chấp nhận công suất sạc cao hơn ở mức SOC thấp. Khi SOC tăng lên, BMS của xe có thể chủ động giảm dòng sạc. Do đó, 20% thời gian sạc cuối cùng có thể tăng lên đáng kể.
Do đó, một nguyên tắc phù hợp hơn cho cứu hộ đường bộ là:
> Tính toán đủ điện để di chuyển xe an toàn, thay vì giả định mọi xe đều được sạc đầy.II. Cần thu thập dữ liệu nào để tính toán công suất cứu hộ?1. Năm biến số thiết yếu
Lượng kWh cần thiết cho một lượt cứu hộ không thể được xác định chỉ bằng dung lượng gói pin của xe bị hỏng. Nhân viên điều phối cần thu thập ít nhất năm loại thông tin sau.
Biến số dữ liệu
Phương pháp thu thập đề xuất
Ảnh hưởng đến việc tính toán
Khoảng cách lái xe mục tiêu
Bản đồ, GPS hoặc Nền tảng điều phối
| Xác định yêu cầu pin cơ bản | Mức tiêu thụ năng lượng thực tế của xe | Bảng điều khiển, Dữ liệu đội xe hoặc Thông tin mẫu xe |
| Xác định mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi km | Trạng thái sạc hiện tại (SOC) | Bảng điều khiển xe hoặc Hệ thống chẩn đoán |
| Đánh giá mức pin | Điều kiện thời tiết và đường xá | Dữ liệu thời tiết địa phương, độ dốc và giao thông |
| Hiệu chỉnh mức tiêu thụ năng lượng thực tế | Biên độ an toàn | SOP hỗ trợ của công ty |
| Ngăn ngừa cạn kiệt pin thứ cấp | Nếu khách hàng không thể cung cấp SOC chính xác, công ty cứu hộ có thể sử dụng "phương pháp khoảng cách mục tiêu"; nếu dung lượng pin và SOC hiện tại của xe có thể được xác nhận, có thể sử dụng "phương pháp biến thiên SOC". | 2. Xe không khởi động được không nhất thiết có nghĩa là pin đã cạn. |
| Nhân viên điều phối cũng cần phân biệt giữa các trường hợp sau: | * Pin điện áp cao bị cạn kiệt; | * Pin điện áp thấp 12V bị lỗi; |
* Hệ thống sạc của xe bị lỗi;
* Nhiệt độ pin quá cao hoặc quá thấp;
* Va chạm, nước vào hoặc hư hỏng hệ thống điện áp cao;
* Lỗi hệ thống điều khiển phần mềm hoặc xe.
Nếu chỉ là lỗi pin điện áp thấp 12V, việc sử dụng trực tiếp thiết bị sạc di động lớn để bổ sung pin có thể không giải quyết được vấn đề. Ngược lại, nếu xe bị va chạm nghiêm trọng, hư hỏng bộ pin dưới gầm, bốc khói, có mùi lạ hoặc quá nóng bất thường, thì không nên kết nối trực tiếp với thiết bị sạc.
Dữ liệu cứu hộ xe điện do sở cứu hỏa Hoa Kỳ công bố cho thấy xe điện có cả hệ thống điện áp cao và điện áp thấp, và pin lithium-ion bị hỏng cũng có thể gặp phải hiện tượng chạy nhiệt. Do đó, việc nhận dạng xe, cách ly giao thông và kiểm tra an toàn điện áp cao phải được hoàn thành trước khi sạc tại chỗ.
III. Làm thế nào để tính toán lượng điện mà xe cần bổ sung?
1. Phương pháp 1: Tính toán dựa trên khoảng cách di chuyển mục tiêu
Phù hợp cho các tình huống không thể đọc chính xác Trạng thái sạc (SOC), nhưng có thể xác nhận mức tiêu thụ năng lượng của xe và địa điểm mục tiêu.
Công thức tính toán là:
Điện năng yêu cầu của xe (kWh) = Khoảng cách mục tiêu (km) × Mức tiêu thụ năng lượng thực tế của xe (kWh/km) × Hệ số điều kiện hoạt động × Hệ số an toàn
Các phạm vi sau có thể được sử dụng để ước tính sơ bộ cho các loại xe khác nhau.
Loại xe
Mức tiêu thụ năng lượng dự kiến ở nhiệt độ bình thường
Mức tiêu thụ năng lượng cơ bản cho 50km
Sau khi thêm biên độ 20%
Xe du lịch cỡ nhỏ
| 0.15–0.19kWh/km | 7.5–9.5kWh | 9.0–11.4kWh | Xe sedan hoặc SUV cỡ trung |
| 0.19–0.27kWh/km | 9.5–13.5kWh | 11.4–16.2kWh | SUV lớn hoặc xe tải hạng nhẹ |
| 0.27–0.45kWh/km | 13.5–22.5kWh | 16.2–27.0kWh | Xe thương mại cỡ trung |
| 0.45–0.90kWh/km | 22.5–45.0kWh | 27.0–54.0kWh | Xe điện lớn |
| 1.0–2.0kWh/km trở lên | 50–100kWh trở lên | 60–120kWh trở lên | Dữ liệu này áp dụng cho việc lập kế hoạch thiết bị ban đầu, không đảm bảo phạm vi hoạt động cho một mẫu xe cụ thể. Xe lớn có sự khác biệt đáng kể về tải trọng, lực cản không khí, độ dốc và tốc độ; do đó, dữ liệu hoạt động thực tế nên được ưu tiên. |
| 2. Phương pháp hai: Tính toán dựa trên SOC mục tiêu | Nếu dung lượng pin khả dụng của xe là 75kWh, SOC hiện tại là 5% và mục tiêu cứu hộ là bổ sung pin lên 25%, thì nhu cầu lý thuyết ở phía xe là: | 75kWh × (25% – 5%) = 15kWh | 15kWh này đại diện cho năng lượng cần đi vào pin của xe, không phải năng lượng thực tế tiêu thụ bởi hệ thống lưu trữ Door Energy. Điều này là do có tổn thất chuyển đổi năng lượng, cáp, kiểm soát nhiệt độ và hệ thống phụ trợ giữa pin bên trong thiết bị và pin nguồn của xe. |
3. Ví dụ về bốn nhiệm vụ cứu hộ đường bộ điển hình
Kịch bản cứu hộ
Khoảng cách mục tiêu
Mức tiêu thụ năng lượng dự kiến
Hệ số điều kiện hoạt động
Hệ số an toàn
| Yêu cầu phía xe | Xe du lịch đô thị | 25km | 0.18kWh/km | 1.10 | 1.20 |
| 5.9kWh | SUV trên đường cao tốc | 50km | 0.25kWh/km | 1.25 | 1.20 |
| 18.0kWh | Xe tải hạng nhẹ ngoại ô | 60km | 1.25 | 1.25 | 1.20 |
| 30.2kWh | Xe điện lớn | 40km | 1.25 | 1.25 | 1.15 |
| 74.8kWh | Do đó, một nhiệm vụ cứu hộ đường bộ cho xe du lịch có thể chỉ yêu cầu bổ sung 6 đến 20kWh, trong khi xe điện lớn có thể yêu cầu hơn 70kWh. Nếu thiết bị được cấu hình chỉ dựa trên "nhu cầu trung bình của xe du lịch", nó có thể không đủ để đáp ứng hoạt động của xe lớn. | IV. Làm thế nào để chuyển đổi mức tiêu thụ điện của xe thành dung lượng lưu trữ năng lượng? | 1. Nếu một xe nhận 20kWh, mức tiêu thụ của thiết bị sẽ cao hơn 20kWh. | Bộ sạc di động Door Energy thực hiện quá trình xả hệ thống lưu trữ năng lượng tại chỗ. Năng lượng cần đi qua pin bên trong, mô-đun DC/DC, hệ thống điều khiển sạc, cáp và pin xe; do đó, mức tiêu thụ của thiết bị thường cao hơn năng lượng cuối cùng nhận được bởi xe. | Công thức sau có thể được sử dụng: |
Mức tiêu thụ pin thiết bị = Lượng điện giao cho xe ÷ Hiệu suất đầu ra DC tổng thể + Mức tiêu thụ năng lượng hệ thống phụ trợ
Giả định:
* Xe cần nhận 20kWh;
* Hiệu suất đầu ra DC tổng thể ước tính là 92%;
* Mức tiêu thụ năng lượng cho giao tiếp, làm mát và hệ thống điều khiển ước tính là 0.5kWh.
Do đó:
20 ÷ 0.92 + 0.5 ≈ 22.2kWh
Nghĩa là, khi xe nhận 20kWh, hệ thống lưu trữ năng lượng bên trong của thiết bị sẽ tiêu thụ khoảng 22.2kWh.
Các con số 92% và 0.5kWh ở đây chỉ là ví dụ tính toán. Hiệu suất thực tế và mức tiêu thụ năng lượng phụ trợ khác nhau tùy thuộc vào công suất, nhiệt độ và thời gian hoạt động của các thiết bị khác nhau. Các phép tính chính thức nên dựa trên cấu hình và dữ liệu thử nghiệm cụ thể của Door Energy.
2. Dung lượng định mức không bằng tổng công suất có thể điều phối
Các thiết bị lưu trữ năng lượng di động thường không hoạt động trong phạm vi pin tuyệt đối từ 0% đến 100% trong thời gian dài. BMS dành một số giới hạn trên và dưới để bảo vệ pin, duy trì hoạt động an toàn và dành đủ năng lượng cho hệ thống điều khiển.
Công suất có thể điều phối có thể được biểu thị bằng công thức sau:
Công suất có thể điều phối = Dung lượng lưu trữ năng lượng định mức × Tỷ lệ SOC khả dụng
Giả sử một thiết bị có dung lượng lưu trữ năng lượng định mức là 200kWh và cửa sổ SOC hoạt động từ 5% đến 95%, thì tỷ lệ SOC khả dụng là 90%:
200kWh × 90% = 180kWh
Sau khi trừ đi tổn thất đầu ra DC và mức tiêu thụ năng lượng phụ trợ, lượng điện cuối cùng được cung cấp cho xe sẽ giảm thêm.
Ví dụ về dung lượng lưu trữ năng lượng định mức
Tỷ lệ SOC khả dụng
Công suất có thể điều phối
Công suất đầu cuối xe lý thuyết tính toán ở hiệu suất đầu ra 92%
100kWh
| 90% | 90kWh | 82.8kWh | 160kWh |
| Khoảng 263kW | Một nghiên cứu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ cho thấy, so với môi trường khoảng 22°C, các xe thử nghiệm đã trải qua mức giảm phạm vi hoạt động trung bình 41% ở khoảng -7°C; ở khoảng -18°C, mức giảm phạm vi hoạt động trung bình gần 50%. Kết quả sẽ khác nhau tùy thuộc vào mẫu xe, hệ thống quản lý nhiệt, điều kiện lái xe và cài đặt nhiệt độ trong xe, nhưng tác động của thời tiết lạnh khắc nghiệt đối với việc tính toán công suất cứu hộ không nên bị bỏ qua. | 132.5kWh | 200kWh |
| Khoảng 368kW | Một nghiên cứu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ cho thấy, so với môi trường khoảng 22°C, các xe thử nghiệm đã trải qua mức giảm phạm vi hoạt động trung bình 41% ở khoảng -7°C; ở khoảng -18°C, mức giảm phạm vi hoạt động trung bình gần 50%. Kết quả sẽ khác nhau tùy thuộc vào mẫu xe, hệ thống quản lý nhiệt, điều kiện lái xe và cài đặt nhiệt độ trong xe, nhưng tác động của thời tiết lạnh khắc nghiệt đối với việc tính toán công suất cứu hộ không nên bị bỏ qua. | 165.6kWh | 300kWh |
| Nhiệm vụ hỗn hợp cao điểm | Một nghiên cứu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ cho thấy, so với môi trường khoảng 22°C, các xe thử nghiệm đã trải qua mức giảm phạm vi hoạt động trung bình 41% ở khoảng -7°C; ở khoảng -18°C, mức giảm phạm vi hoạt động trung bình gần 50%. Kết quả sẽ khác nhau tùy thuộc vào mẫu xe, hệ thống quản lý nhiệt, điều kiện lái xe và cài đặt nhiệt độ trong xe, nhưng tác động của thời tiết lạnh khắc nghiệt đối với việc tính toán công suất cứu hộ không nên bị bỏ qua. | 248.4kWh | 400kWh |
| 90% | Một nghiên cứu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ cho thấy, so với môi trường khoảng 22°C, các xe thử nghiệm đã trải qua mức giảm phạm vi hoạt động trung bình 41% ở khoảng -7°C; ở khoảng -18°C, mức giảm phạm vi hoạt động trung bình gần 50%. Kết quả sẽ khác nhau tùy thuộc vào mẫu xe, hệ thống quản lý nhiệt, điều kiện lái xe và cài đặt nhiệt độ trong xe, nhưng tác động của thời tiết lạnh khắc nghiệt đối với việc tính toán công suất cứu hộ không nên bị bỏ qua. | 331.2kWh | Bảng này không tính đến các chi phí phụ trợ như kiểm soát nhiệt độ, chờ và giao tiếp; nó chỉ được sử dụng để minh họa sự khác biệt giữa "dung lượng định mức - dung lượng có thể điều phối - lượng điện giao cho xe". |
| 3. Thay đổi nhiệt độ đòi hỏi cả thiết bị và xe | Một nghiên cứu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ cho thấy, so với môi trường khoảng 22°C, các xe thử nghiệm đã trải qua mức giảm phạm vi hoạt động trung bình 41% ở khoảng -7°C; ở khoảng -18°C, mức giảm phạm vi hoạt động trung bình gần 50%. Kết quả sẽ khác nhau tùy thuộc vào mẫu xe, hệ thống quản lý nhiệt, điều kiện lái xe và cài đặt nhiệt độ trong xe, nhưng tác động của thời tiết lạnh khắc nghiệt đối với việc tính toán công suất cứu hộ không nên bị bỏ qua. | Nếu "tỷ lệ giảm phạm vi hoạt động" được biết, công thức hiệu chỉnh sẽ là: | Hệ số tiêu thụ năng lượng ở nhiệt độ thấp = 1 ÷ (1 - Tỷ lệ giảm phạm vi hoạt động) |
Ví dụ, khi phạm vi hoạt động giảm 20%, hệ số hiệu chỉnh tiêu thụ năng lượng xấp xỉ 1.25, không chỉ đơn giản là tăng 20%.
Môi trường hoặc điều kiện hoạt động
Hệ số hiệu chỉnh kế hoạch trước
Lý do chínhThời tiết ôn hòa, đường đô thị bằng phẳng
1.00–1.10
| Điều hòa không khí và sức cản đường thấp | Nhiệt độ cao | 1.10–1.20 |
| Tiêu thụ năng lượng làm mát pin và điều hòa không khí | Nhiệt độ thấp thông thường | 1.15–1.35 |
| Sưởi ấm cabin và làm nóng trước pin | Môi trường cực lạnh | Trên 1.40–1.70 |
| Giảm dung lượng và hiệu suất khả dụng | Tốc độ cao liên tục | 1.10–1.30 |
| Tăng sức cản không khí | Đường dốc núi | 1.15–1.40 |
| Nhu cầu công suất cao liên tục | Xe thương mại chở đầy tải | 1.15–1.50 |
| Tăng khối lượng xe và sức cản lăn | Do đó, các công ty cứu hộ đường bộ ở các vùng lạnh nên thiết lập các mô hình dung lượng riêng dựa trên dữ liệu mùa đông, thay vì sử dụng cùng một bộ thông số quanh năm. | V. Làm thế nào để tính toán công suất đầu ra thay vì mù quáng theo đuổi 420kW? |
| 1. Dung lượng và Công suất giải quyết hai vấn đề khác nhau | Đối với thiết bị lưu trữ và sạc năng lượng di động: | * kWh xác định lượng điện có thể được lưu trữ và số lượng nhiệm vụ có thể được hoàn thành; |
* kW xác định tốc độ năng lượng có thể được cung cấp cho xe hoặc các tải khác.
Một thiết bị có dung lượng lưu trữ năng lượng lớn vẫn sẽ có thời gian cứu hộ đơn lẻ kéo dài nếu công suất đầu ra DC của nó thấp. Ngược lại, một thiết bị có công suất đầu ra cao nhưng dung lượng lưu trữ năng lượng không đủ có thể chỉ hoàn thành một hoặc hai nhiệm vụ một cách nhanh chóng.
Thời gian sạc lý thuyết là:
Thời gian sạc = Điện năng yêu cầu của xe ÷ Công suất đầu ra trung bình thực tế
Điện năng xe nhận được
Công suất trung bình 40kW
Công suất trung bình 80kW
Công suất trung bình 120kW
Công suất trung bình 200kW
| 10kWh | 15 phút | 7.5 phút | 5 phút | 3 phút |
| 20kWh | 30 phút | 15 phút | 10 phút | 6 phút |
| 260–320kWh | * Công suất hiện có từ thiết bị sạc; | 30 phút | 15 phút | 9 phút |
| 50kWh | 75 phút | 37.5 phút | 30 phút | 15 phút |
| 100kWh | Thiết bị sạc di động Door Energy có thể đạt công suất đầu ra DC tối đa là 420kW, phù hợp cho cứu hộ đường bộ, xe lớn và các nhiệm vụ đội xe yêu cầu tốc độ sạc cao. | 75 phút | 50 phút | 30 phút |
| Khoảng 263kW | 2. Tối đa 420kW đề cập đến công suất đầu ra của thiết bị, không phải mức công suất cố định của trạm sạc. | Thiết bị sạc di động Door Energy có thể đạt công suất đầu ra DC tối đa là 420kW, phù hợp cho cứu hộ đường bộ, xe lớn và các nhiệm vụ đội xe yêu cầu tốc độ sạc cao. | Tuy nhiên, 420kW đại diện cho công suất đầu ra tối đa của thiết bị và không có nghĩa là tất cả xe sẽ được sạc ở mức 420kW. Công suất sạc thực tế phụ thuộc vào mức thấp nhất trong các yếu tố sau: | * Công suất hiện có từ thiết bị sạc; |
* Công suất DC tối đa của xe;
* Trạng thái sạc hiện tại (SOC) của xe;* Nhiệt độ pin của xe;* Công suất cho phép của giao diện CCS, cáp và súng sạc;
* Giới hạn công suất thời gian thực của BMS;
* Lượng điện còn lại của thiết bị và trạng thái quản lý nhiệt.
Ví dụ, nếu thiết bị có công suất đầu ra tối đa là 420kW, nhưng xe hiện chỉ có thể chấp nhận 100kW, thì công suất thực tế sẽ không vượt quá 100kW.
Tương tự, xe có thể tạm thời đạt công suất đỉnh ở mức SOC thấp, sau đó giảm dần công suất khi SOC tăng lên. Do đó, thời gian cứu hộ nên được tính toán dựa trên công suất trung bình, không chỉ đơn giản bằng cách chia cho công suất đỉnh.
3. Xe lớn yêu cầu sự chú ý đồng thời đến dung lượng và công suất liên tục
Xe du lịch có yêu cầu công suất tương đối hạn chế cho các trường hợp hết điện cự ly ngắn, trong khi xe tải điện lớn, xe xây dựng và xe thương mại có mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi dặm cao hơn.
Nếu một xe lớn cần bổ sung 100kWh:
* Dựa trên công suất trung bình 100kW, thời gian lý thuyết là khoảng 60 phút;
* Dựa trên công suất trung bình 200kW, thời gian lý thuyết là khoảng 30 phút;
* Ngay cả khi thiết bị có thể xuất ra tới 420kW, nếu xe chỉ có thể nhận trung bình 150kW, thời gian lý thuyết vẫn là khoảng 40 phút.
Do đó, cứu hộ xe lớn không chỉ có thể xem xét công suất đỉnh của thiết bị. Các công ty cứu hộ đường bộ cũng cần xác nhận công suất đầu ra liên tục, khả năng quản lý nhiệt, dung lượng có thể cung cấp mỗi lần sạc và SOC còn lại sau nhiệm vụ.
VI. Làm thế nào để tính toán dung lượng nhiệm vụ hàng ngày và vòng quay sạc lại?
1. Lập kế hoạch dung lượng bằng "ngày cao điểm" thay vì "ngày trung bình"
Các công ty cứu hộ đường bộ nên xem xét các yếu tố sau khi lựa chọn thiết bị:
* Dự kiến thực hiện bao nhiêu nhiệm vụ mỗi ngày;
* Trung bình mỗi nhiệm vụ cung cấp bao nhiêu kWh;
* Tỷ lệ xe du lịch so với xe lớn;
* Thiết bị có thể được sạc lại giữa các nhiệm vụ hay không;
* Có cần dự trữ một lượng điện tối thiểu cho nhiệm vụ khẩn cấp tiếp theo hay không.
Dung lượng hàng ngày có thể được tính bằng công thức sau:
Dung lượng định mức ≥ [Lượng điện giao cho xe hàng ngày ÷ Hiệu suất đầu ra + Mức tiêu thụ năng lượng phụ trợ hàng ngày] × Hệ số dự trữ ÷ Tỷ lệ SOC khả dụng
Giả sử một công ty cứu hộ đường bộ thực hiện 6 nhiệm vụ mỗi ngày, cung cấp trung bình 20 kWh cho xe mỗi nhiệm vụ:
* Lượng điện giao cho xe hàng ngày: 120 kWh;
* Hiệu suất đầu ra DC tổng thể: 92%;
* Mức tiêu thụ năng lượng phụ trợ mỗi nhiệm vụ: 0.5 kWh;
* Hệ số dự trữ cao điểm: 1.15;
* Tỷ lệ SOC khả dụng: 90%.
Kết quả tính toán xấp xỉ: [120 ÷ 0.92 + 3] × 1.15 ÷ 0.90 ≈ 170.5 kWh
Trong điều kiện không thể sạc lại giữa các nhiệm vụ, cấu trúc nhiệm vụ này yêu cầu dung lượng lưu trữ năng lượng định mức tối thiểu khoảng 171 kWh. Lựa chọn thực tế cũng nên xem xét cấu hình sản phẩm, nhiệt độ môi trường và biên độ suy giảm dung lượng.
Mô hình hoạt động
Khối lượng nhiệm vụ hàng ngày
Lượng giao trung bình mỗi chuyến
Nhu cầu xe hàng ngày
Dung lượng định mức tham khảo
Cứu hộ đô thị tần suất thấp
3 chuyến
| 12kWh | 36kWh | 50–70kWh | Cứu hộ đường bộ thông thường | 6 chuyến |
| 20kWh | 120kWh | 160–200kWh | Cứu hộ đường cao tốc | 8 chuyến |
| 25kWh | 200kWh | 260–320kWh | Cứu hộ xe thương mại | 4 chuyến |
| 60kWh | * Kết nối với trạm sạc DC tương thích: Trong điều kiện đầu vào phù hợp, thiết bị có thể được sạc lại từ 0% đến 100% trong khoảng 1 giờ; | 300–380kWh | Nhiệm vụ hỗn hợp cao điểm | 8 chuyến |
| 35kWh | 280kWh | 360–450kWh | Dung lượng trong bảng là phạm vi kế hoạch được tính toán dựa trên các giả định đồng nhất và không đại diện cho các mẫu sản phẩm cố định hoặc thông số định mức của Door Energy. | 2. Tự sạc lại của thiết bị phải được tính toán riêng |
| Các sản phẩm lưu trữ và sạc năng lượng của Door Energy có hai đường sạc lại chính: | * Kết nối với trạm sạc DC tương thích: Trong điều kiện đầu vào phù hợp, thiết bị có thể được sạc lại từ 0% đến 100% trong khoảng 1 giờ; | * Kết nối với hộp phân phối AC tương thích: Trong điều kiện đầu vào phù hợp, thiết bị có thể được sạc đầy trong khoảng 2 giờ. | Các con số "khoảng 1 giờ" và "khoảng 2 giờ" ở đây đề cập đến việc sạc lại chính thiết bị lưu trữ năng lượng di động, không phải sạc đầy xe đang được cứu hộ. | Thời gian sạc lại thực tế phụ thuộc vào: |
* Dung lượng lưu trữ năng lượng của thiết bị;
* Công suất định mức tại đầu vào;
* Trạng thái sạc hiện tại (SOC);
* Nhiệt độ pin;
* Hiệu suất chuyển đổi đầu vào;
* Liệu nguồn điện có thể cung cấp liên tục công suất định mức hay không;
* Kiểm soát công suất của BMS trong giai đoạn SOC cao.
Sau đây là công suất đầu vào trung bình lý thuyết được tính toán dựa trên hiệu suất đầu vào 95%.
Ví dụ về dung lượng lưu trữ năng lượng
Công suất đầu vào trung bình cần thiết để sạc lại trong 1 giờ
Công suất đầu vào trung bình cần thiết để sạc lại trong 2 giờ
100kWh
Khoảng 105kW
Khoảng 53kW
160kWh
| Khoảng 168kW | Khoảng 84kW | 250kWh |
| Khoảng 263kW | Khoảng 132kW | 350kWh |
| Khoảng 368kW | Khoảng 184kW | Do đó, khi lập kế hoạch thiết bị, khách hàng cũng nên kiểm tra xem cơ sở hoặc trạm dịch vụ có điều kiện công suất đầu vào tương ứng hay không. Dung lượng lưu trữ năng lượng càng lớn, thời gian phục hồi về công suất tối đa của thiết bị càng lâu nếu công suất đầu vào không tăng tương ứng. |
| 3. Thiết lập SOC điều phối tối thiểu | Nếu trung tâm điều phối vẫn điều động một xe tải điện lớn khi thiết bị chỉ còn 20kWh, nhiệm vụ cứu hộ có khả năng thất bại. | Khuyến nghị đặt SOC điều phối tối thiểu dựa trên cấp độ nhiệm vụ. |
| Loại nhiệm vụ | Mức pin khả dụng được đề xuất trước khi khởi hành | Cứu hộ xe du lịch đô thị cự ly ngắn |
20–30kWh trở lên
Cứu hộ xe du lịch trên đường cao tốc
35–50kWh trở lên
Cứu hộ xe thương mại hạng nhẹ
| 60–100kWh trở lên | Cứu hộ xe điện lớn |
| Chuẩn bị 1.2–1.5 lần khối lượng giao hàng dự kiến | Nhiệm vụ khu vực xa xôi |
| Yêu cầu nhiệm vụ + chuyến khứ hồi và dự trữ khẩn cấp | Thông qua OCPP, người vận hành có thể xem trạng thái thiết bị, quy trình sạc và dữ liệu nhiệm vụ. Dựa trên đó, hệ thống điều phối có thể quyết định có điều động xe hay không dựa trên SOC còn lại, khoảng cách nhiệm vụ và loại xe. |
| VII. Câu hỏi thường gặp: Các vấn đề phổ biến với cứu hộ đường bộ lưu trữ và sạc di động | Q1: Cần bao nhiêu điện năng pin cho một lần cứu hộ xe điện? |
| A1: Đối với cứu hộ xe du lịch cự ly ngắn, kế hoạch ban đầu từ 6 đến 20kWh thường là đủ; SUV và xe thương mại hạng nhẹ có thể yêu cầu 20 đến 50kWh; xe điện lớn có thể yêu cầu 50 đến 150kWh trở lên. Kết quả cuối cùng nên được tính toán dựa trên khoảng cách mục tiêu, mức tiêu thụ năng lượng của xe, thời tiết và biên độ an toàn. | Q2: Bộ sạc xe điện di động Door Energy có phải là trạm sạc thông thường không? |
| A2: Sản phẩm Door Energy được đề cập trong bài viết này không phải là trạm sạc cố định, mà là thiết bị lưu trữ năng lượng và sạc tích hợp di động. Thiết bị trước tiên lưu trữ năng lượng điện bên trong, sau đó bổ sung điện năng cho xe điện tại chỗ thông qua đầu ra DC. Nó cũng có thể cấp nguồn cho một số tải kỹ thuật và khẩn cấp thông qua đầu ra AC. | Q3: Có cần sạc xe đến 100% trong quá trình cứu hộ đường bộ không? |
A3: Thường là không. Mục tiêu chính của cứu hộ đường bộ là đưa xe đến trạm sạc cố định, khu vực dịch vụ hoặc trung tâm đội xe gần nhất. Chỉ bổ sung đủ điện năng cần thiết cho việc di chuyển an toàn có thể rút ngắn thời gian tại chỗ và tăng khối lượng công việc hàng ngày.
Q4: Tối đa 420kW có nghĩa là xe có thể được sạc liên tục ở mức 420kW không?
A4: Không. 420kW là khả năng đầu ra DC tối đa của thiết bị Door Energy. Công suất thực tế được xác định bởi khả năng sạc của xe, SOC, nhiệt độ pin, giao diện, cáp và BMS, và công suất đỉnh thường không thể duy trì trong suốt quá trình sạc.
Q5: Tại sao dung lượng định mức của thiết bị không thể được quy đổi trực tiếp thành công suất cứu hộ?
A5: Thiết bị cần duy trì cửa sổ SOC an toàn, và cũng có các vấn đề tiêu thụ năng lượng liên quan đến chuyển đổi DC, kiểm soát nhiệt độ, giao tiếp và hệ thống điều khiển. Do đó, dung lượng định mức 100kWh thường không có nghĩa là có thể cung cấp đầy đủ 100kWh cho xe.
Q6: Tôi nên chọn giữa CCS1 và CCS2 như thế nào?
A6: CCS1 chủ yếu nhắm vào thị trường Bắc Mỹ, trong khi CCS2 được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu và các thị trường khác áp dụng tiêu chuẩn này. Các công ty cứu hộ đường bộ nên xác định cấu hình dựa trên quốc gia dịch vụ, dân số xe địa phương và tiêu chuẩn giao diện.
Q7: Thiết bị có thể sạc nhiều xe cùng lúc không?
A7: Điều này phụ thuộc vào giao diện đầu ra và cấu hình hệ thống cụ thể. Ngay cả với nhiều giao diện, tổng công suất đầu ra, công suất trên mỗi giao diện, dung lượng thiết bị còn lại và chiến lược phân phối công suất giữa nhiều xe phải được tính toán.
Q8: Cần thêm bao nhiêu dung lượng trong môi trường nhiệt độ thấp?A8: Nói chung, nên tăng 15% đến 35% dung lượng dự kiến cho nhiệt độ thấp; thậm chí có thể cần dung lượng cao hơn trong điều kiện cực lạnh. Tuy nhiên, khả năng quản lý nhiệt của các xe khác nhau đáng kể, và các công ty cứu hộ nên thiết lập các hệ số hiệu chỉnh của riêng họ bằng dữ liệu nhiệm vụ mùa đông địa phương.Q9: Mất bao lâu để thiết bị sạc đầy?
A9: Với nguồn điện đầu vào và cấu hình thiết bị phù hợp, mất khoảng 1 giờ để sạc từ 0% đến 100% bằng trạm sạc DC; sử dụng hộp phân phối AC tương thích, thời gian ước tính khoảng 2 giờ. Thời gian thực tế phụ thuộc vào dung lượng, công suất đầu vào, nhiệt độ và SOC.
Q10: Ngoài cứu hộ xe điện, thiết bị còn có thể được sử dụng cho những kịch bản nào khác?
A10: Với cấu hình phù hợp, thiết bị sạc và lưu trữ Door Energy cũng có thể cấp nguồn cho các tải như máy xúc điện, máy bơm nước và chiếu sáng thông qua đầu ra AC, phù hợp cho các công trường xây dựng, công nghiệp ngoài trời, ứng phó khẩn cấp và các khu vực tạm thời không có lưới điện.
Kết luận
Khi các công ty cứu hộ đường bộ chọn Bộ sạc xe điện di động, phép tính thực tế mà họ cần thực hiện không phải là "liệu nó có thể sạc đầy một chiếc xe hay không", mà là liệu thiết bị lưu trữ năng lượng có thể cung cấp đủ công suất lái xe an toàn cho xe mục tiêu trong thời gian quy định và liên tục hoàn thành nhiệm vụ dự kiến trong cả ngày hay không.
Dung lượng xác định số lượng lượt cứu hộ có thể hoàn thành, và công suất xác định thời gian mỗi lượt cứu hộ yêu cầu. Ngoài ra, cửa sổ SOC khả dụng, hiệu suất đầu ra DC, mức tiêu thụ năng lượng phụ trợ, khả năng sạc của xe, tác động của nhiệt độ thấp và điều kiện sạc của chính thiết bị cũng sẽ thay đổi kết quả lựa chọn cuối cùng.
Đối với cứu hộ xe du lịch cự ly ngắn, một nhiệm vụ đơn lẻ có thể chỉ yêu cầu 10 đến 20 kWh; đối với xe điện lớn, đường xa hoặc các kịch bản tải nặng, nhu cầu cho một nhiệm vụ đơn lẻ có thể lên tới 50 đến 150 kWh trở lên. Do đó, các công ty cứu hộ đường bộ nên thiết lập các mô hình dung lượng dựa trên các loại xe thực tế, khối lượng công việc cao điểm hàng ngày và cửa sổ sạc.
Thiết bị lưu trữ và sạc năng lượng tích hợp di động của Door Energy hỗ trợ đầu ra DC lên đến 420kW và có thể được cấu hình với OCPP, CCS1 hoặc CCS2. Trong khi đó, thiết kế mô-đun của nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc xác định lỗi, thay thế mô-đun và bảo trì lâu dài. Đối với các nhà khai thác cần bao phủ cứu hộ đường bộ, xe lớn và nhu cầu điện công nghiệp ngoài trời, giá trị của loại thiết bị này không chỉ nằm ở việc cung cấp giao diện sạc mà quan trọng hơn là mang năng lượng đã lưu trữ một cách linh hoạt đến các khu vực mà lưới điện cố định không thể cung cấp phạm vi phủ sóng kịp thời.
