HỆ THỐNG BESS TRẠM SẠC XE ĐIỆN
Hệ thống BESS trạm sạc xe điện là giải pháp thiết yếu nhằm tích trữ năng lượng, sạc nhanh EV, giảm công suất đỉnh và hạn chế áp lực lên hạ tầng lưới điện truyền thống trong xu thế điện hóa giao thông.
Hệ thống BESS trạm sạc xe điện (Battery Energy Storage System for EV Charging Stations) là tổ hợp thiết bị lưu trữ năng lượng tích hợp với trạm sạc, cho phép sạc xe nhanh hơn, ổn định hơn và tiết kiệm chi phí điện năng, đặc biệt trong bối cảnh lưới điện quá tải.
Sự bùng nổ của xe điện và mạng lưới sạc nhanh đang kéo theo yêu cầu lớn về nguồn điện ổn định, tốc độ cao, với khả năng chịu tải đột biến. Tuy nhiên, việc xây dựng trạm sạc công suất cao trực tiếp từ lưới gặp nhiều thách thức về hạ tầng, chi phí đầu tư và độ ổn định.
Chính vì vậy, giải pháp sử dụng lưu điện trạm sạc từ hệ thống BESS đã trở thành hướng đi chủ lực trong chiến lược phát triển trạm sạc EV tại đô thị, khu công nghiệp, bãi đỗ xe và các điểm giao thông trung chuyển.
Tại Việt Nam, với định hướng phát triển xe điện theo Quy hoạch điện VIII và kế hoạch chuyển đổi năng lượng sạch, ứng dụng tích trữ năng lượng cho xe điện kết hợp giảm công suất đỉnh và sạc nhanh EV đang là xu thế tất yếu.
2.1 Cấu trúc hệ thống BESS trạm sạc xe điện
Một hệ thống BESS trạm sạc xe điện tiêu chuẩn gồm các thành phần chính sau:
Khối pin lưu trữ (ESS Battery Bank)
Sử dụng pin lithium-ion (LFP hoặc NMC), dung lượng 100 – 5000 kWh, dạng module 2.5 – 15 kWh.
Tích hợp BMS nhiều lớp, kiểm soát nhiệt độ, dòng xả, trạng thái SOC, SOH và khả năng chống cháy lan.
Inverter 2 chiều công suất lớn
Công suất từ 30 – 500 kW, hỗ trợ AC/DC sạc, tương thích tần số lưới, có chức năng UPS, cấp nguồn cho trạm sạc ngay cả khi mất điện.
Bộ sạc nhanh DC hoặc trạm AC công cộng
Tích hợp CCS2, CHAdeMO, Type 2. Công suất phổ biến 60 – 240 kW. Tương thích đa dòng EV, hỗ trợ sạc nhanh EV theo chuẩn Châu Âu.
ATS & bộ điều khiển phụ tải
Cho phép chuyển nguồn giữa pin – lưới – PV (nếu có). Tự động ưu tiên sử dụng lưu điện trạm sạc khi cao điểm hoặc mất điện lưới.
Hệ thống quản lý năng lượng (EMS)
Lên lịch sạc – xả, điều phối công suất theo giờ, theo nhu cầu xe kết nối, theo biểu đồ phụ tải trạm. Tích hợp giám sát từ xa qua Modbus TCP/IP, SCADA.
Khung tủ bảo vệ – hệ thống an toàn
Tủ chuẩn IP54/IP65 chống cháy, chống ẩm, tích hợp hệ thống làm mát chủ động, báo khói, E-stop, PDU, rơ-le bảo vệ. Thiết kế container hoặc dạng tủ cabinet theo yêu cầu vị trí trạm.
2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống BESS trạm sạc xe điện
Khi nhu cầu sạc xe tăng đột biến, hệ thống inverter sẽ lấy điện từ pin lưu trữ để cấp nguồn tức thì cho bộ sạc nhanh, giảm thiểu yêu cầu tăng công suất cấp điện từ lưới.
Vào giờ thấp điểm hoặc khi có nguồn PV tại trạm, inverter sạc lại khối pin với chi phí thấp, sẵn sàng cho các phiên sạc nhanh EV tiếp theo. Nếu lưới điện quá tải, EMS sẽ tự động giới hạn dòng từ lưới, chuyển sang sử dụng BESS.
Trong mô hình off-grid EV charging, toàn bộ điện cấp cho sạc sẽ đến từ PV – BESS mà không cần lưới.
Ngoài ra, hệ thống cũng cho phép kết nối OCPP để đồng bộ với cổng thanh toán, quản lý theo xe, ứng dụng smartphone và nền tảng IoT.
Cơ chế này giúp giảm đỉnh công suất (peak shaving), kéo dài tuổi thọ lưới phân phối, đồng thời đảm bảo trải nghiệm sạc liền mạch, nhanh chóng, ổn định tại mọi thời điểm.
3.1 Thông số kỹ thuật điển hình của hệ thống BESS trạm sạc xe điện
| Hạng mục kỹ thuật | Thông số tham chiếu |
| Công nghệ pin lưu trữ | Lithium-ion (LiFePO₄ hoặc NMC) – tích hợp BMS đa lớp |
| Dung lượng pin hệ thống | 100 – 5000 kWh (cấu hình module 2.5 – 15 kWh) |
| Công suất xả liên tục | 30 – 500 kW |
| Điện áp hệ thống | 400VDC – 1000VDC |
| Độ sâu xả DoD | 90 – 100% |
| Hiệu suất vòng sạc – xả | ≥ 94 – 96% |
| Vòng đời | 6000 – 10.000 chu kỳ (~10–15 năm) |
| ATS thời gian chuyển nguồn | 20 – 50 ms |
| Tương thích trạm sạc | DC Fast (CCS2/CHAdeMO), AC Public Type 2 |
| Giao thức quản lý | Modbus TCP/IP, CAN, RS485, OCPP, SCADA |
| Hệ thống điều phối | EMS lập lịch sạc-xả, giám sát lưới – pin – trạm – phụ tải |
| Điều kiện môi trường | –10°C đến +55°C, độ ẩm 0 – 95% không ngưng tụ |
| Tiêu chuẩn bảo vệ | Tủ IP54/IP65, chống cháy lan, quạt cưỡng bức, cảm biến nhiệt & khói |
3.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế áp dụng
Tất cả hệ thống BESS trạm sạc xe điện phải tuân thủ đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế:
Pin lưu trữ và hệ thống lưu điện trạm sạc
IEC 62619 – An toàn pin lithium cho ứng dụng tĩnh
UL 1973 – Chứng nhận hệ thống tích trữ năng lượng cho xe điện
UN38.3 – An toàn vận chuyển pin lithium-ion
IEC 62133 – Quy chuẩn pin thứ cấp kín, bảo vệ người dùng cuối
Inverter và bộ sạc nhanh EV
IEC 62109-1/-2 – Chuẩn an toàn điện cho inverter PV + BESS
IEC 61851-1/-23 – Chuẩn sạc nhanh DC/AC cho xe điện
ISO 15118 – Giao tiếp V2G (vehicle-to-grid) giữa EV – trạm – lưới
IEC 62040 – Yêu cầu cho inverter công suất lớn – tương thích UPS/BESS
Lắp đặt công trình và hệ thống
IEC 61439 – Chuẩn đóng cắt – tủ trung tâm hệ lưu trữ
IEC 60364-7-722 – Hướng dẫn lắp đặt hệ thống sạc EV trong công trình
NFPA 70 (NEC) – Mã điện quốc tế cho trạm sạc – lưu trữ – hybrid
ISO 14001 / 45001 / 50001 – Quản lý môi trường – an toàn – năng lượng
3.3 Thương hiệu thiết bị theo phân khúc
ETEK đề xuất ba thương hiệu toàn cầu phù hợp triển khai hệ thống BESS trạm sạc xe điện theo quy mô:
Phân khúc cao cấp – TESLA Megapack / Supercharger (Mỹ)
Dung lượng 232 kWh – 3.9 MWh, tích hợp inverter riêng, khả năng kết nối trạm Tesla V3 250 kW
Tương thích SCADA, API, hỗ trợ sạc 15 phút – 300 km
Ứng dụng tại trạm tốc độ cao, sân bay, cao tốc, trung tâm logistics
Phân khúc trung cấp – Delta Grid E-Storage + DC City Charger (Đài Loan)
Pin lithium 100 – 1000 kWh, inverter 50 – 150 kW, bộ sạc DC 50 – 240 kW
Tương thích CCS2, OCPP 1.6J, Modbus – phù hợp mô hình giảm công suất đỉnh
Ứng dụng trong chuỗi sạc đô thị, bãi xe thông minh, trung tâm thương mại
Phân khúc phổ thông – Growatt / Deye + Pylontech Force L2 (Trung Quốc)
Pin module 2.4 – 7.1 kWh, inverter hybrid 30 – 100 kW, bộ sạc AC 22 kW
Giải pháp tiết kiệm, mở rộng linh hoạt cho trạm sạc nhanh EV nhỏ lẻ, khu đô thị, nhà hàng, khách sạn
Tất cả thiết bị đều đạt chuẩn quốc tế, hỗ trợ vận hành tại Đông Nam Á, Trung Đông, Nam Á – nơi ETEK có năng lực triển khai trực tiếp hoặc qua đối tác địa phương.
4.1 Lợi ích kinh tế – vận hành – quy hoạch
Hệ thống BESS trạm sạc xe điện tạo ra lợi thế vượt trội so với trạm sạc truyền thống không tích trữ:
Giảm chi phí đầu tư hạ tầng lưới
Việc tăng công suất cấp điện thường cần cải tạo trạm biến áp, kéo cáp, nâng cấp lưới. BESS giúp hạn chế tải đỉnh, giảm chi phí đầu tư hạ tầng lên đến 30–50%.
Tối ưu chi phí vận hành trạm sạc
Sạc pin vào giờ thấp điểm (0–6h sáng), xả để vận hành sạc nhanh EV giờ cao điểm. Giúp tiết kiệm 20–60% chi phí điện theo biểu giá TOU hoặc CPP.
Giảm công suất đỉnh (Peak shaving)
Giảm áp lực lên trạm biến áp khu vực, tránh nhảy CB khi có nhiều xe sạc cùng lúc. Duy trì công suất cấp sạc ổn định, tránh giảm tốc độ sạc đột ngột.
Tăng tính sẵn sàng và độ ổn định
Khi mất điện lưới, hệ thống lưu điện trạm sạc cấp nguồn sạc tiếp tục trong 15–60 phút, đảm bảo người dùng không bị gián đoạn.
EMS dự báo trước công suất cần thiết – phân phối nguồn hiệu quả theo tải thực tế.
Tối ưu hiệu quả điện mặt trời tại trạm
Nếu kết hợp PV trên mái trạm, BESS sẽ hấp thụ dư thừa ban ngày, xả lại để sạc xe vào chiều tối. Tránh phát dư, tăng tỷ lệ tự tiêu thụ đến 90%.
4.2 Ứng dụng trong triển khai thực tế
Trạm sạc nhanh cao tốc – bến xe – trạm dừng
Giảm áp lực tải đột ngột từ sạc đồng thời nhiều xe tải, xe buýt điện công suất lớn. Tích hợp API thanh toán điện tử, định tuyến xe – trạm.
Trạm sạc đô thị – tòa nhà – bãi xe thông minh
Kết hợp hệ thống BESS trạm sạc xe điện giúp giảm chi phí vận hành, tránh vượt công suất cho tòa nhà, văn phòng, chung cư cao tầng.
Khu công nghiệp – logistic hub – depot xe điện
Tích hợp với hệ hybrid, solar rooftop để tạo hệ tự chủ năng lượng. Tăng khả năng cấp sạc đồng thời cho nhiều phương tiện theo ca kíp.
Khu dân cư – nhà hàng – khách sạn – điểm du lịch
Giải pháp trạm nhỏ gọn 30–100 kWh phù hợp mô hình khách hàng sạc qua đêm. Giảm chi phí điện cố định, tăng chỉ số ESG cho đơn vị vận hành.
Trạm sạc off-grid vùng sâu – trạm nghỉ không có điện lưới
Kết hợp solar + BESS + bộ sạc DC 30–60 kW tạo thành mô hình off-grid EV charging hoàn chỉnh. Có thể tích hợp cùng máy phát diesel hoặc pin gió nhỏ.
5.1 Thiết kế – tích hợp – điều phối tối ưu theo nhu cầu
ETEK thiết kế hệ thống dựa trên lưu lượng xe/ngày, loại sạc (DC/AC), thời gian sạc trung bình, công suất EVSE.
Sử dụng phần mềm HOMER Pro, PVsyst và ETAP để mô phỏng tải đỉnh – biểu đồ phụ tải – tiết kiệm chi phí TOU.
Cung cấp bản vẽ kỹ thuật – mô hình 3D CAD – sơ đồ kết nối OCPP – profile EMS tương thích SCADA.
5.2 Thiết bị chuẩn quốc tế – sẵn sàng vận hành bền vững
ETEK sử dụng pin lưu trữ công nghiệp đạt chuẩn UL/IEC, tủ kháng cháy IP65, hỗ trợ bảo vệ quá nhiệt, ngắt mạch, chống sụt áp nhanh.
Bộ sạc EV thương hiệu Châu Âu – Châu Á – tích hợp đầy đủ CCS2, OCPP, Wi-Fi/4G.
Inverter 3 pha hỗ trợ ATS, UPS, power quality correction, đo lường 4 quadrant.
5.3 Dự án đã triển khai tại Việt Nam và quốc tế
ETEK đã triển khai các hệ thống BESS trạm sạc xe điện tại bãi xe HCM, depot xe buýt điện tại Hà Nội, trạm nghỉ quốc lộ tại miền Trung.
Chúng tôi cũng thực hiện hệ thống hybrid + EV charger tại Đông Nam Á và Trung Đông, hỗ trợ đấu nối theo lưới 220V/380V/415V – 50Hz/60Hz.
5.4 Giám sát – bảo trì – điều phối trạm từ xa 24/7
ETEK cung cấp giải pháp EMS cloud (tùy chọn bản quyền hoặc không), tích hợp cảnh báo quá tải, cảnh báo nhiệt độ, theo dõi xả điện bất thường.
Cho phép khách hàng theo dõi từng phiên sạc, phân tích lịch sử tiêu thụ điện, báo cáo lưu lượng theo xe/mốc thời gian.
5.5 Có sẵn thiết bị – triển khai trong 5–10 ngày
Kho HCM/Hà Nội luôn sẵn sàng inverter hybrid 30–100 kW, pin 2.5 – 15 kWh/module, bộ sạc DC 60–120 kW, tủ rack, quạt làm mát, tủ phân phối chống cháy.
5.6 Cung cấp cho dự án tại nước ngoài
ETEK có kinh nghiệm triển khai hệ thống tại Đông Nam Á, Trung Đông.
Hỗ trợ cấu hình hệ hybrid – sạc nhanh EV tại các vùng lưới yếu, không ổn định. Cung cấp bản vẽ điện, sơ đồ đấu nối, hướng dẫn đấu nối lưới nội địa.
*Sản phẩm và dịch vụ liên quan: