Sự phát triển của ô tô điện kéo theo nhu cầu lắp đặt trạm sạc tại nhà ở, chung cư, bãi đỗ xe, trung tâm thương mại, nhà máy và các trạm sạc công cộng. Tuy nhiên, công suất bộ sạc có thể từ vài kW đến hàng trăm kW nên cáp điện cho trạm sạc xe điện không thể chọn đơn giản theo một tiết diện cố định.
Muốn chọn đúng cáp, cần xác định công suất trạm sạc, điện áp, số pha, dòng tải, chiều dài tuyến cáp, cách đi dây và điều kiện môi trường. Đặc biệt, cần phân biệt cáp cấp nguồn cho trạm sạc với dây cáp sạc nối trực tiếp từ thiết bị sạc tới xe điện để tránh chọn nhầm sản phẩm.
Cáp điện cho trạm sạc xe điện là gì?
Trong một hệ thống sạc xe điện có thể xuất hiện nhiều nhóm dây và cáp khác nhau. Nếu xét phần hạ tầng cung cấp điện, tuyến quan trọng nhất là cáp động lực đưa nguồn điện từ tủ điện, tủ phân phối hoặc trạm biến áp tới thiết bị sạc.
Tùy quy mô hệ thống, có thể sử dụng:
- Cáp hạ thế cấp nguồn cho bộ sạc AC.
- Cáp hạ thế tiết diện lớn cấp cho trạm sạc nhanh DC.
- Cáp ngầm có hoặc không có giáp bảo vệ.
- Cáp trung thế trong hệ thống có trạm biến áp riêng.
- Dây/cáp tiếp địa.
- Cáp điều khiển, tín hiệu tùy thiết kế hệ thống.
Đây cần được phân biệt với cáp sạc mềm gắn đầu nối và nối trực tiếp giữa EVSE với xe điện. Bộ TCVN hiện cũng có tiêu chuẩn riêng cho cáp sạc xe điện, trong đó TCVN 12671-4-2:2025 liên quan đến cáp dùng cho sạc DC chế độ 4.
Vì sao cáp cho trạm sạc phải được tính toán kỹ?
Một trạm sạc 7 kW và một cụm sạc nhanh 120 kW rõ ràng không thể sử dụng cùng một quy cách cáp.
Theo hướng dẫn thiết kế dựa trên IEC 60364-7-722, khi xác định mạch cấp cho một điểm sạc, dòng điện cực đại của trạm sạc cần được đưa vào tính toán. Với nhiều điểm sạc vận hành đồng thời, hệ số đồng thời có thể phải lấy bằng 1 nếu hệ thống không có giải pháp quản lý tải.
Một số mức công suất AC phổ biến cho thấy sự khác biệt khá rõ:
| Công suất sạc tham khảo | Nguồn điện | Dòng điện gần đúng |
|---|---|---|
| 3,7 kW | 1 pha 230 V | 16 A |
| 7–7,4 kW | 1 pha 230 V | khoảng 32 A |
| 11 kW | 3 pha 400 V | khoảng 16 A/pha |
| 22 kW | 3 pha 400 V | khoảng 32 A/pha |
Các giá trị trên chỉ dùng để hình dung tải điện, không phải bảng quy đổi trực tiếp sang tiết diện cáp.
Với sạc nhanh DC, công suất đầu vào có thể lớn hơn rất nhiều. Trong một mô hình hạ tầng tham khảo, ABB bố trí các trạm AC 11–22 kW và trạm DC 120 kW trên các nhánh phân phối riêng.
Chọn cáp điện cho trạm sạc xe điện dựa vào những yếu tố nào?
Công suất và dòng điện của bộ sạc
Đây là thông số đầu tiên cần có.
Với tải một pha, có thể ước tính: I ≈ P / (U × cosφ × η)
Với tải ba pha: I ≈ P / (√3 × U × cosφ × η)
Trong đó:
- P: công suất thiết bị.
- U: điện áp.
- I: dòng điện.
- cosφ: hệ số công suất.
- η: hiệu suất.
Trong thực tế, nên sử dụng thông số đầu vào do nhà sản xuất bộ sạc công bố thay vì chỉ lấy công suất danh định để suy ra tiết diện cáp.
Khả năng mang dòng của cáp
Sau khi xác định dòng tải, tiết diện ruột dẫn phải có khả năng mang dòng phù hợp.
Khả năng tải của cùng một tiết diện có thể thay đổi tùy:
- Ruột đồng hay nhôm.
- Cách điện PVC hay XLPE.
- Cáp đi nổi, đi máng hay đi ống.
- Chôn trực tiếp dưới đất.
- Số lượng cáp đặt cạnh nhau.
- Nhiệt độ môi trường.
- Số lõi mang tải.
Các bảng IEC 60364-5-52 cho thấy phương pháp lắp đặt và loại cách điện ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng mang dòng, do đó không nên áp dụng một bảng tiết diện duy nhất cho mọi công trình.
Chiều dài tuyến và độ sụt áp
Một lỗi khá phổ biến là thấy dòng tải “đủ” rồi chọn cáp ngay. Ví dụ, cùng một trạm 22 kW nhưng tuyến cấp nguồn dài 10 m và tuyến dài 100 m có thể cần giải pháp khác nhau. Khi chiều dài tăng, điện trở tuyến tăng, kéo theo sụt áp và tổn hao.
Vì vậy, sau bước kiểm tra khả năng mang dòng cần kiểm tra thêm độ sụt áp của toàn tuyến. Trong một số trường hợp, tiết diện phải tăng lên dù khả năng chịu dòng của cáp nhỏ hơn vẫn đáp ứng.
Thảo luận thực tế của người dùng EV cũng thường nhấn mạnh việc nên chuẩn bị tuyến ống đủ lớn và tính tới khả năng nâng công suất sau này, thay vì chỉ thiết kế vừa đủ cho bộ sạc hiện tại.
Môi trường lắp đặt
Trạm sạc có thể đặt tại tầng hầm, bãi xe ngoài trời, nhà máy hoặc khu vực công cộng. Nếu tuyến cáp đi ngoài trời cần xem xét nhiệt độ, tia UV, nước và tác động cơ học. Nếu chôn ngầm hoặc đi qua khu vực dễ va đập, cáp ngầm có giáp bảo vệ thường phù hợp hơn cáp thông thường, tùy thiết kế.
Đối với khu vực đông người hoặc dự án có yêu cầu riêng về an toàn cháy, loại vật liệu vỏ, đặc tính chậm cháy, ít khói hoặc không halogen cần được xác định theo hồ sơ thiết kế và yêu cầu của dự án, không nên mặc định áp dụng cho tất cả trạm sạc.
Nên dùng cáp PVC hay XLPE cho trạm sạc?
Đây là câu hỏi thực tế hơn việc chỉ hỏi “dùng cáp bao nhiêu ly”.
Cáp Cu/PVC/PVC
Cáp ruột đồng, cách điện PVC có thể được sử dụng cho nhiều tuyến hạ thế thông thường nếu dòng tải, nhiệt độ và phương thức lắp đặt phù hợp. Ưu điểm là phổ biến, nhiều quy cách và dễ lựa chọn cho các hệ thống tải không quá lớn.
Cáp Cu/XLPE/PVC
Với những tuyến cấp nguồn có tải lớn, nhà xưởng, bãi xe hoặc hạ tầng công nghiệp, cáp cách điện XLPE thường đáng cân nhắc hơn nhờ đặc tính nhiệt của vật liệu cách điện. Tuy nhiên, nói “trạm sạc bắt buộc dùng XLPE” là không chính xác. Loại cáp cuối cùng vẫn phải căn cứ bản vẽ, dòng thiết kế, điều kiện lắp đặt và yêu cầu kỹ thuật.
Cáp điện TCT hiện có các nhóm cáp cách điện PVC, XLPE, cáp điện ngầm, cáp tiếp địa và nhiều quy cách phục vụ công trình.
Khi nào trạm sạc cần cáp trung thế?
Không phải cứ xây trạm sạc xe điện là phải sử dụng cáp trung thế. Một hoặc vài bộ sạc AC thường có thể được cấp từ hệ thống điện hạ thế nếu nguồn hiện hữu đáp ứng. Nhưng với cụm nhiều trụ sạc nhanh DC, tổng công suất có thể lên tới hàng trăm kW hoặc MW, chủ đầu tư có thể phải bố trí nguồn điện và trạm biến áp riêng.
Khi đó kiến trúc hệ thống có thể gồm: Lưới trung thế → cáp trung thế → trạm biến áp → tủ hạ thế → cáp động lực → các trụ sạc.
ABB cũng mô tả kiến trúc hạ tầng EV với máy biến áp MV/LV, tủ phân phối hạ thế rồi phân nhánh riêng tới các bộ sạc AC và DC.
Với dự án dạng này, chủ đầu tư có thể tham khảo nhóm cáp điện trung thế và lựa chọn quy cách dựa trên thiết kế của hệ thống điện.
Chọn thương hiệu cáp cho hạ tầng trạm sạc
Đối với tuyến nguồn hạ thế, trung thế, cáp ngầm hoặc cáp tiếp địa cho hệ thống trạm sạc, chủ đầu tư nên ưu tiên sản phẩm có nguồn gốc rõ ràng, đúng quy cách thiết kế và có hồ sơ chứng từ phù hợp yêu cầu dự án.
Cáp điện TCT hiện phân phối nhiều nhóm dây cáp phục vụ dân dụng, công nghiệp và hạ tầng, trong đó có:
- cáp điện TAYA – TCT là đại lý cấp 1 TAYA.
- Cáp điện CADISUN.
- cáp điện LS-Vina.
- Cáp PVC, XLPE, cáp ngầm, cáp tiếp địa và cáp trung thế theo danh mục thực tế trên website.
Cáp điện TCT tư vấn lựa chọn loại cáp, tiết diện và quy cách theo tải cũng như cung cấp CO/CQ theo yêu cầu dự án.
Cần những thông tin gì để báo giá cáp cho trạm sạc xe điện?
Để lựa chọn và báo giá sát thực tế, nhà thầu hoặc chủ đầu tư nên chuẩn bị ít nhất:
- Công suất từng trụ sạc.
- Số lượng trụ sạc.
- Nguồn 1 pha hay 3 pha.
- Điện áp hệ thống.
- Chiều dài tuyến cáp.
- Phương án đi máng, đi ống hay chôn ngầm.
- Điều kiện trong nhà hay ngoài trời.
- Tiết diện/quy cách theo bản vẽ nếu đã có.
- Thương hiệu yêu cầu.
- Khối lượng dự kiến.
Từ những dữ liệu này mới có thể lựa chọn cáp điện cho trạm sạc xe điện sát với tải thực tế thay vì đoán tiết diện theo công suất.
Nếu đang triển khai bãi sạc, nhà máy, tòa nhà hoặc dự án hạ tầng xe điện, khách hàng có thể liên hệ Cáp điện TCT để tham khảo các phương án cáp hạ thế, XLPE/PVC, cáp ngầm, tiếp địa hoặc trung thế phù hợp với hồ sơ thiết kế. Giá cáp phụ thuộc quy cách, thương hiệu, khối lượng và thời điểm đặt hàng, vì vậy nên gửi bảng khối lượng hoặc thông số hệ thống để nhận báo giá chính xác hơn.