PHÂN TÍCH SỰ KHÁC BIỆT GIỮA SẠC AC VÀ DC TRONG HỆ THỐNG SẠC XE ĐIỆN

Thứ ba, 10/06/2025, 13:03 (GMT+7)

Sự phát triển nhanh chóng của phương tiện giao thông điện hóa đặt ra yêu cầu cao đối với hệ thống sạc, trong đó hai loại chính là sạc xoay chiều (AC) và một chiều (DC). Bài báo này trình bày tổng quan về nguyên lý hoạt động của sạc AC và DC, phân tích điểm khác biệt về mặt cấu trúc, hiệu suất, thời gian sạc, chi phí và mức độ tương thích với hạ tầng. Đồng thời, bài viết đánh giá ưu nhược điểm của từng loại và đề xuất hướng kết hợp linh hoạt giữa sạc AC và DC trong thực tiễn, nhằm tối ưu trải nghiệm người dùng và nâng cao hiệu quả khai thác năng lượng. Từ đó, đưa ra cái nhìn toàn diện về vai trò của từng công nghệ trong bối cảnh chuyển đổi sang phương tiện giao thông không phát thải.

1. Giới thiệu

Hệ thống sạc là yếu tố then chốt đảm bảo khả năng vận hành liên tục của xe điện (EV). Với xu thế phát triển nhanh chóng của hạ tầng sạc toàn cầu, việc lựa chọn và sử dụng hợp lý giữa các phương thức sạc đóng vai trò quyết định đối với hiệu suất vận hành, chi phí và tuổi thọ pin. Trong thực tiễn, hai hình thức sạc chủ yếu được sử dụng là sạc xoay chiều (AC) và sạc một chiều (DC). Mỗi loại sạc đều có những ưu điểm và hạn chế riêng, đòi hỏi chủ sở hữu EV cũng như các nhà quy hoạch hạ tầng cần hiểu rõ để lựa chọn phương án phù hợp với nhu cầu sử dụng.

                                                                                                                 Hình 1. Sạc AC và DC của xe điện

2. Cơ sở lý thuyết: Nguồn điện AC và DC

Nguồn điện xoay chiều (AC) là dạng điện năng được cung cấp từ lưới điện quốc gia, thường ở tần số 50–60 Hz và có khả năng thay đổi chiều dòng điện theo chu kỳ. Trong khi đó, dòng điện một chiều (DC) là dạng điện chạy theo một hướng cố định và được lưu trữ trong pin EV. Vì pin chỉ có thể tích trữ điện DC, nên sạc AC cần bộ chuyển đổi (onboard charger) trên xe để biến đổi từ AC sang DC, trong khi sạc DC cung cấp trực tiếp dòng điện DC vào pin nhờ bộ chuyển đổi tích hợp sẵn tại trạm sạc.

                                                                                                        Hình 2. Dòng điện AC và DC

3. Phân tích sạc AC

3.1 Ưu điểm

• Khả năng tiếp cận cao: Có thể sử dụng tại nhà, nơi làm việc hoặc các địa điểm công cộng với ổ cắm thông thường (110–240V).
• Chi phí thấp: Không yêu cầu đầu tư cơ sở hạ tầng lớn, chi phí lắp đặt và bảo trì hợp lý.
• An toàn: Dạng sóng hình sin ổn định, ít rủi ro về điện áp đột biến hoặc sốc điện.

3.2 Hạn chế

• Tốc độ sạc chậm: Thời gian sạc dao động từ vài giờ đến vài ngày tùy vào công suất bộ sạc và dung lượng pin.
• Hiệu suất không cao: Quá trình chuyển đổi điện từ AC sang DC gây ra tổn hao năng lượng.

 

4. Phân tích sạc DC

4.1 Ưu điểm

• Tốc độ sạc nhanh: Có thể sạc tới 80% dung lượng pin chỉ trong vòng 20–30 phút, đáp ứng nhu cầu di chuyển dài hoặc khẩn cấp.
• Hiệu quả truyền năng lượng cao: Không cần bộ chuyển đổi trên xe, giảm thất thoát điện năng.

4.2 Hạn chế

• Chi phí cao: Đầu tư trạm sạc nhanh tốn kém; giá thành sạc tại trạm DC thường cao hơn AC.
• Suy giảm tuổi thọ pin: Sạc nhanh liên tục có thể gây nóng pin, làm giảm tuổi thọ nếu không được kiểm soát hợp lý.
• Khả năng tiếp cận giới hạn: Chưa phổ biến rộng rãi tại các khu dân cư do yêu cầu về công suất và hạ tầng.

 

5. So sánh trực tiếp AC và DC

Tiêu chí	Sạc AC	Sạc DC
Dòng điện sử dụng	Xoay chiều (AC)	Một chiều (DC)
Bộ chuyển đổi	Trên xe (onboard charger)	Trong trạm sạc (offboard)
Tốc độ sạc	Thấp	Cao
Điện áp sử dụng	110–240V	400–800V
Địa điểm sử dụng	Nhà, công cộng	Trạm sạc nhanh thương mại
Chi phí đầu tư ban đầu	Thấp	Cao
Tác động đến pin	Ít	Có thể gây suy giảm nhanh

 

6. Kết hợp sạc AC và DC trong thực tiễn

Việc kết hợp sử dụng cả hai loại sạc được coi là giải pháp linh hoạt cho người dùng EV:

• Sạc AC dùng trong điều kiện sạc qua đêm tại nhà hoặc văn phòng, phù hợp với nhu cầu đi lại hàng ngày.
• Sạc DC phục vụ cho nhu cầu khẩn cấp hoặc hành trình dài, tại các trạm dọc quốc lộ, trạm dừng chân.

Bên cạnh đó, các bộ sạc hybrid tích hợp cả AC và DC cũng đang được nghiên cứu và triển khai, giúp gia tăng sự tiện lợi. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng không phải tất cả các mẫu xe EV đều hỗ trợ sạc DC, và chi phí triển khai hệ thống tích hợp là không nhỏ.

Sự khác biệt giữa sạc AC và DC thể hiện rõ rệt ở các yếu tố như tốc độ, chi phí, khả năng tương thích và ảnh hưởng đến pin. Trong khi sạc AC thích hợp với môi trường dân dụng và chi phí thấp, sạc DC nổi bật với tốc độ và hiệu quả năng lượng, tuy nhiên lại yêu cầu hạ tầng chuyên dụng. Do đó, việc hiểu rõ cơ chế hoạt động và đặc điểm kỹ thuật của từng loại sạc là điều cần thiết để xây dựng hệ sinh thái sạc phù hợp, hỗ trợ sự phát triển bền vững của phương tiện giao thông điện hóa.