Mất bao lâu để sạc một chiếc xe điện?

Thời gian nạp pin phụ thuộc vào hàng loạt biến số, nhiều yếu tố khá tinh vi; thậm chí chiều dài dây sạc cũng có thể ảnh hưởng. Vì vậy, rất khó đưa ra một con số tuyệt đối. Tuy nhiên, vẫn có những nguyên tắc đủ tin cậy để người dùng hình dung.

Bỏ qua các biến số nhỏ, ba yếu tố chính chi phối thời gian sạc gồm: nguồn điện sử dụng, công suất bộ sạc tích hợp trên xe và dung lượng pin. Điều kiện môi trường thường đóng vai trò thứ yếu, nhưng nhiệt độ quá lạnh hoặc quá nóng có thể khiến thời gian sạc tăng đáng kể.

Cấp độ sạc: Khác biệt ngay từ ổ cắm

Không phải mọi ổ điện đều như nhau. Ổ cắm gia đình phổ biến 120 volt, 15 amp, được xếp vào Level 1 theo tiêu chuẩn SAE J1772, có thể sạc xe điện. Tuy nhiên, tốc độ rất chậm, tính bằng ngày chứ không phải giờ. Hình dung việc đổ đầy một thùng phi đầy nước bằng súng nước đồ chơi.

Nếu đã hoặc sắp sở hữu EV, giải pháp phù hợp là lắp đặt hệ thống sạc Level 2 (240 volt) tại nhà. Mức thông dụng dao động từ 40 đến 80 amp. Dòng điện thấp hơn vẫn được xem là Level 2, nhưng mạch 80 amp sẽ tối đa hóa khả năng của bộ sạc trên xe (onboard charger). Nếu nguồn điện không khai thác hết công suất bộ sạc tích hợp, nó giống như một “tấm hạn chế” làm kéo dài thời gian nạp điện.

Để đạt tốc độ cao nhất, cần sử dụng Level 3 – sạc nhanh DC. Đây là tương đương việc dùng vòi cứu hỏa để đổ đầy thùng nước. Tuy nhiên, chi phí cao hơn đáng kể (thường gấp khoảng ba lần sạc tại nhà) và việc sử dụng thường xuyên có thể ảnh hưởng đến pin, nên chủ yếu phục vụ các chuyến đi dài.

Các trạm sạc nhanh hiện đại có thể cung cấp công suất rất lớn. Ví dụ, Tesla Supercharger V4 đạt tới 500 kW, trong khi Electrify America có thể cung cấp 350 kW. Tuy nhiên, giống mọi hình thức sạc khác, công suất sẽ giảm dần khi mức pin (State of Charge – SoC) tiến gần mức đầy. Ngoài ra, khả năng tiếp nhận sạc DC của mỗi xe cũng khác nhau đáng kể: có mẫu xe nhận tới 400 kW, trong khi mẫu khác chỉ khoảng 150 kW.

Cơ chế sạc nhanh: Vì sao chỉ 80%?

Thông thường, khi mức pin dưới 10% hoặc trên 80%, tốc độ sạc DC sẽ giảm mạnh nhằm tối ưu tuổi thọ pin và hạn chế nguy cơ quá tải. Đây là lý do các hãng thường quảng cáo “sạc 80% trong 30 phút”.

Một số mẫu xe có chức năng tiền điều hòa pin, giúp đưa pin về nhiệt độ tối ưu khi xe đang di chuyển đến trạm sạc nhanh. Ở một số xe, người dùng có thể kích hoạt riêng; ở mẫu khác, hệ thống chỉ hoạt động khi điều hướng bằng bản đồ tích hợp đến trạm sạc.

Thực tế, 20% dung lượng cuối cùng có thể khiến thời gian sạc gần như tăng gấp đôi. Vì vậy, sạc đầy 100% bằng DC thường không hiệu quả về thời gian. Sạc nhanh phù hợp nhất khi cần bổ sung đủ điện để tiếp tục hành trình, còn sạc qua đêm tại nhà, hay “top-up charging” hợp lý hơn cho nhu cầu di chuyển hằng ngày.

Dung lượng pin: Yếu tố quyết định

Cuộc đua tầm hoạt động khiến dung lượng pin của nhiều mẫu EV tăng lên đáng kể, trong khi một số hãng tập trung vào cải thiện hiệu suất. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian sạc.

Nếu thay thùng 55 gallon nước bằng thùng 85 gallon nước, ngay cả khi dùng vòi cứu hỏa, thời gian đổ đầy vẫn lâu hơn. Tương tự, một xe có pin 205 kWh dù hỗ trợ sạc 350 kW vẫn cần nhiều thời gian hơn đáng kể so với xe pin 112 kWh, ngay cả khi tốc độ sạc tương đương. Đáng chú ý, có mẫu xe pin nhỏ hơn tới 93 kWh nhưng vẫn đi xa hơn 40% nhờ hiệu suất cao hơn.

Công suất bộ sạc trên xe: Yếu tố thường bị hiểu nhầm

Thiết bị cắm vào xe không phải là “bộ sạc” đúng nghĩa. Bộ sạc thực sự nằm trong xe, có nhiệm vụ chuyển đổi điện xoay chiều (AC) từ lưới điện thành điện một chiều (DC) để nạp vào pin.

Bộ sạc tích hợp có công suất riêng, thường tính bằng kW. Ví dụ, nếu xe có bộ sạc 10 kW và pin 100 kWh, về lý thuyết cần 10 giờ để sạc đầy từ mức cạn hoàn toàn. Để ước tính chính xác hơn, lấy dung lượng pin (kWh) chia cho công suất bộ sạc (kW), rồi cộng thêm khoảng 10% hao hụt trong quá trình sạc – với điều kiện nguồn điện đủ mạnh để khai thác hết công suất đó.

Hiện nay, bộ sạc tích hợp phổ biến từ 6 kW trở lên; một số hãng cung cấp mức gần gấp đôi, và những mẫu cao cấp có thể gấp ba. Sự kết hợp tối ưu giữa nguồn điện và bộ sạc cho phép người dùng cắm xe gần cạn pin vào buổi tối và sáng hôm sau đã sẵn sàng.

Thời gian thực tế: Dao động lớn

Trong thử nghiệm thực tế, thời gian sạc nhanh DC từ 10% lên 90% có thể chỉ 25 phút ở một số mẫu xe hiệu suất cao, nhưng cũng có thể kéo dài tới hai giờ ở các mẫu pin dung lượng rất lớn. Mức trung bình thường xấp xỉ một giờ.

Với sạc Level 2, độ chênh lệch còn rõ rệt hơn. Có mẫu xe sạc từ 0% lên 100% chỉ hơn 5 giờ, trong khi mẫu khác cần hơn 18 giờ. Dù vậy, ngay cả 18 giờ cũng đủ để bổ sung khoảng 300 dặm phạm vi hoạt động trong một ngày làm việc thông thường nếu nguồn điện đủ mạnh.

Cho đến khi các hãng thống nhất một cách biểu đạt thời gian sạc rõ ràng hơn, người dùng cần hiểu rằng việc nạp đầy pin EV vẫn mất nhiều thời gian hơn so với đổ đầy bình xăng, bất kể ở đâu và bằng cách nào. Tuy nhiên, với hạ tầng phù hợp và thói quen sạc hợp lý, quá trình này hoàn toàn có thể tích hợp vào nhịp sống thường nhật.