Sạc xe điện: Nên sạc nhanh hay sạc chậm tốt hơn?

Nhiều người cho rằng sạc xe điện tại nhà bằng dòng điện xoay chiều (AC) luôn là phương án tiết kiệm nhất. Tuy nhiên, một yếu tố thường bị bỏ qua là năng lượng hao hụt trong quá trình sạc. Đáng ngạc nhiên là, trong một số trường hợp, sạc nhanh bằng dòng điện một chiều (DC) tại trạm công cộng lại có thể giúp bạn tiết kiệm tiền điện hơn nhờ hiệu suất chuyển đổi năng lượng vượt trội.

Hiểu rõ bản chất của sạc AC và DC

Để hiểu tại sao có sự khác biệt này, chúng ta cần nắm rõ nguyên lý cơ bản: 

Pin xe điện lưu trữ dòng điện một chiều (DC): Giống như pin của laptop hay điện thoại, pin xe điện chỉ có thể nhận và lưu trữ năng lượng ở dạng dòng điện một chiều (DC).

Lưới điện cung cấp dòng điện xoay chiều (AC): Dòng điện trong nhà bạn và hầu hết các mạng lưới điện đều là dòng xoay chiều (AC).

Vì vậy, quá trình sạc xe điện luôn đòi hỏi một bước chuyển đổi từ AC sang DC. Điểm khác biệt mấu chốt nằm ở chỗ thiết bị nào sẽ thực hiện việc chuyển đổi này:

Khi sạc chậm (Sạc AC tại nhà hoặc trụ AC công suất thấp): Bạn cắm xe vào nguồn điện AC. Bộ chuyển đổi tích hợp trên xe (Onboard Charger) sẽ đảm nhận nhiệm vụ chuyển dòng điện AC từ lưới thành dòng DC để nạp vào pin. Do giới hạn về kích thước và chi phí, các bộ chuyển đổi này thường có hiệu suất không cao, gây ra một lượng năng lượng hao phí đáng kể, chủ yếu dưới dạng nhiệt. Khi sạc nhanh (Sạc DC tại trạm công cộng):

Trụ sạc DC có kích thước lớn chứa một bộ chuyển đổi công suất cao và hiệu quả hơn nhiều. Nó sẽ tự chuyển đổi dòng điện AC từ lưới điện sang DC ngay tại trụ, sau đó bơm thẳng dòng DC vào pin xe, bỏ qua bộ chuyển đổi trên xe. Quá trình này giúp giảm thiểu tối đa năng lượng bị thất thoát.

Năng lượng hao hụt: Những con số biết nói

Hiệu suất của quá trình sạc không bao giờ đạt 100%. Các chuyên gia ước tính hiệu suất sạc trung bình chỉ rơi vào khoảng 80-90%, nghĩa là bạn sẽ phải trả tiền cho 10-20% lượng điện bị “bốc hơi”.

Các thử nghiệm thực tế đã chứng minh sự khác biệt rõ rệt về mức độ hao hụt:

Hao hụt khi sạc chậm (AC):

Thử nghiệm của hiệp hội ô tô Đức ADAC trên mẫu BMW iX cho thấy cần 125,2 kWh điện để sạc đầy bộ pin 105,2 kWh bằng bộ sạc AC 22 kW. Mức hao hụt lên đến 20 kWh, tương đương gần 20%. Hồ sơ của Tesla nộp cho Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) chỉ ra rằng để nạp 81 kWh vào pin mẫu Model Y, bộ sạc AC Cấp độ 2 (240V) cần tiêu thụ 92,2 kWh điện, hao hụt 14%. 

Hao hụt khi sạc nhanh (DC):

Thử nghiệm của Inside EVs với mẫu Tesla Model 3 tại trạm sạc nhanh DC cho thấy mức độ tổn thất năng lượng chỉ ở mức dưới 10%.

Nói một cách đơn giản, để nạp cùng một lượng điện vào pin, bạn sẽ phải trả nhiều tiền điện hơn khi dùng sạc AC so với sạc DC.

Bài toán chi phí toàn diện: Đừng chỉ nhìn vào hiệu suất

Tuy sạc nhanh DC hiệu quả hơn về mặt năng lượng, nó không phải lúc nào cũng rẻ hơn về tổng chi phí. Lý do là giá mỗi kWh điện tại các trạm sạc công cộng thường cao hơn giá điện sinh hoạt tại nhà. Các đơn vị cung cấp dịch vụ sạc cần tính thêm chi phí đầu tư, vận hành và bảo trì trạm.

Sạc tại nhà (AC): Hiệu suất thấp (tốn tiền cho điện hao phí) nhưng giá điện/kWh rẻ hơn (tính theo biểu giá điện sinh hoạt). Sạc tại trạm (DC): Hiệu suất cao (tiết kiệm tiền điện hao phí) nhưng giá điện/kWh thường cao hơn.

Do đó, lựa chọn nào kinh tế hơn sẽ phụ thuộc vào sự chênh lệch giá điện giữa nhà bạn và trạm sạc bạn sử dụng.

Cân bằng giữa chi phí, tiện lợi và sức khỏe của pin

Một yếu tố quan trọng khác cần cân nhắc là tuổi thọ pin. Việc thường xuyên sạc nhanh bằng dòng điện công suất lớn sẽ tạo ra nhiều nhiệt hơn, có thể đẩy nhanh quá trình chai pin so với sạc chậm bằng dòng AC.

Để bảo vệ pin, các chuyên gia và nhà sản xuất khuyến cáo:

Chỉ sạc nhanh đến 80%: Hầu hết các xe điện đều tự động giảm tốc độ sạc khi pin đạt khoảng 80%. Việc ngắt sạc ở mức này và chỉ sạc đầy 100% khi thực sự cần thiết sẽ giúp kéo dài tuổi thọ pin.

Không lạm dụng sạc nhanh: Hãy xem sạc nhanh là giải pháp cho những chuyến đi dài hoặc khi cần nạp năng lượng khẩn cấp, thay vì sử dụng hàng ngày.

Lời khuyên thực tế cho chủ xe điện

Kết hợp các yếu tố trên, đây là chiến lược sạc tối ưu cho hầu hết người dùng: 

Sử dụng hàng ngày: Sạc chậm (AC) qua đêm tại nhà vẫn là lựa chọn tốt nhất. Nó vừa tiện lợi, vừa giúp pin bền hơn và thường có tổng chi phí hợp lý dù hiệu suất năng lượng thấp hơn. 

Khi đi đường dài: Sạc nhanh (DC) là công cụ không thể thiếu. Lợi ích về thời gian tiết kiệm được hoàn toàn xứng đáng với chi phí có thể cao hơn một chút. 

Chiến lược kết hợp: Một mô hình lý tưởng là 80-90% lượng sạc đến từ sạc AC tại nhà và 10-20% đến từ sạc nhanh DC khi cần thiết. Đây là cách cân bằng hoàn hảo giữa chi phí, sự tiện lợi và việc bảo vệ tuổi thọ cho “trái tim” của chiếc xe.