 |
| Mercedes-Benz đang phát triển công nghệ Power Converter nhằm quản lý pin xe điện một cách tiên tiến hơn |
Mercedes-Benz đang phát triển hệ thống Power Converter, công nghệ có thể thay đổi cách pin xe điện quản lý và cung cấp năng lượng. Sử dụng các bộ chuyển đổi vi mô có thể lập trình, công nghệ này cho phép điều tiết dòng điện ở cấp độ từng cell hoặc nhóm cell pin, qua đó tăng tính linh hoạt trong thiết kế bộ pin, cải thiện hiệu suất và hỗ trợ nhiều chức năng sạc mới.
Hệ thống được thiết kế để duy trì điện áp đầu ra ổn định lên tới 800 V, bất kể trạng thái sạc hoặc mức độ lão hóa của từng cell pin. Đây là hướng tiếp cận khác với kiến trúc pin truyền thống, trong đó điện áp tổng thể phụ thuộc phần lớn vào số lượng cell được nối trực tiếp với nhau.
Trên các mẫu xe điện hiện nay, hệ thống quản lý pin (BMS) đã có khả năng theo dõi điện áp, nhiệt độ của từng cell và cân bằng mức năng lượng giữa chúng. Tuy nhiên, các cell vẫn hoạt động trong một kiến trúc điện tương đối cố định.
Với Power Converter, Mercedes-Benz bổ sung khả năng điều khiển chủ động dòng năng lượng của từng cell hoặc nhóm cell thông qua các bộ chuyển đổi vi mô. Nhiều bộ chuyển đổi có thể kết nối song song để cùng tạo ra dòng điện một chiều (DC) có điện áp cao. Nhờ đó, điện áp đầu ra không còn phụ thuộc trực tiếp vào số lượng cell nối tiếp mà có thể được điều chỉnh thông qua phần cứng và phần mềm.
Tăng tính linh hoạt và tiềm năng kéo dài tuổi thọ pin
 |
Một lợi ích tiềm năng của kiến trúc này là khả năng quản lý sự khác biệt giữa các cell pin. Trong quá trình sử dụng, các cell không nhất thiết bị lão hóa với tốc độ giống nhau. Sự chênh lệch về dung lượng, điện trở trong và đặc tính điện áp có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của toàn bộ bộ pin.
Với Power Converter, từng cell hoặc nhóm cell có thể được điều khiển dựa trên tình trạng thực tế. Những cell suy giảm hiệu suất có thể được quản lý riêng biệt, thậm chí được ngắt khỏi hệ thống nếu cần thiết, thay vì ảnh hưởng đến hoạt động của toàn bộ bộ pin.
Công nghệ này cũng có thể cho phép kết hợp các loại cell pin có hóa học khác nhau trong cùng một bộ pin. Thay vì yêu cầu tất cả cell phải có đặc tính tương đồng, hệ thống có thể điều chỉnh điều kiện hoạt động và mức công suất riêng cho từng nhóm. Điều này mở ra khả năng kết hợp những loại cell có ưu điểm khác nhau về mật độ năng lượng, độ bền hoặc chi phí.
Ngoài ra, kiến trúc mô-đun cho phép hệ thống chủ động quản lý dung lượng pin theo nhu cầu sử dụng. Ví dụ, khi xe chủ yếu di chuyển quãng đường ngắn hằng ngày, một phần bộ pin có thể được đưa về chế độ chờ để duy trì điều kiện bảo quản phù hợp. Khi cần di chuyển đường dài, hệ thống có thể kích hoạt lại phần dung lượng này.
Giảm số lượng linh kiện điện tử công suất riêng biệt
 |
Trên xe điện hiện nay, nhiều linh kiện điện tử công suất đảm nhiệm các chức năng chuyển đổi và quản lý dòng điện giữa pin, mô-tơ điện và hệ thống sạc. Trong đó có bộ sạc tích hợp (onboard charger) phục vụ sạc AC và các thiết bị chuyển đổi điện áp khác.
Mercedes-Benz hướng tới việc tích hợp nhiều chức năng này vào kiến trúc Power Converter. Bằng cách sử dụng nhiều bộ chuyển đổi nhỏ kết nối song song, hệ thống có thể điều tiết dòng năng lượng ở cấp độ từng cell hoặc nhóm cell, đồng thời cung cấp điện áp đầu ra theo yêu cầu.
Cách tiếp cận này có thể giảm nhu cầu sử dụng một số linh kiện điện áp cao truyền thống, qua đó tiết kiệm không gian và khối lượng, đồng thời tăng tính linh hoạt khi phát triển xe cho những thị trường có yêu cầu điện áp khác nhau.
Mercedes-Benz cho biết công nghệ có thể được ứng dụng trên cả xe thuần điện và xe plug-in hybrid (PHEV).
Hỗ trợ sạc AC, DC và sạc hai chiều
 |
Một đặc điểm đáng chú ý khác của Power Converter là khả năng tích hợp chức năng chuyển đổi điện AC và DC, đồng thời hỗ trợ truyền tải năng lượng hai chiều. Điều này có thể cho phép xe điện trong tương lai cấp điện từ pin cho các thiết bị bên ngoài, hộ gia đình hoặc lưới điện. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm Vehicle-to-Home (V2H), cho phép xe cung cấp điện cho gia đình, và Vehicle-to-Grid (V2G), cho phép xe truyền điện trở lại lưới điện.
Hệ thống cũng mang lại khả năng kiểm soát linh hoạt hơn trong quá trình sạc và xả pin, khi phần mềm có thể điều khiển cách từng cell hoặc nhóm cell tham gia vào quá trình truyền tải năng lượng.
Mercedes-Benz cho biết Power Converter có tiềm năng cải thiện hiệu suất và phạm vi hoạt động của các mẫu xe điện trong tương lai. Hiện tại, các bộ chuyển đổi được thử nghiệm có công suất lên tới 3 kW, hỗ trợ nhiều cấu hình kết nối song song và điện áp đầu ra 800 V. Tùy thuộc vào cấu hình, hệ thống còn có khả năng đáp ứng mức điện áp cao hơn.
Duy Thành
Copy link
