Tiêu chuẩn về cáp sạc dùng cho xe điện có điện áp danh định đến và bằng 0,6/1 KV

Cáp sạc điện một chiều (DC) dùng cho xe điện theo chế độ 4 là loại cáp chuyên dụng, được thiết kế để sử dụng trong các hệ thống sạc nhanh tại trạm sạc công cộng hoặc trạm sạc công suất cao.

Khác với sạc xoay chiều (AC) vốn cần bộ chuyển đổi trong xe để biến đổi điện năng, sạc DC bỏ qua bước này, giúp rút ngắn đáng kể thời gian sạc. Với công suất truyền tải cao, thường từ 50 kW đến trên 350 kW, cáp sạc DC có thể nạp đầy 80% dung lượng pin chỉ trong khoảng 15 đến 45 phút, tùy vào từng loại xe và công suất trạm sạc.

Cáp DC thường được sử dụng tại các trạm sạc nhanh công cộng, đặc biệt tại các tuyến cao tốc, trung tâm thương mại hoặc bãi đỗ xe lớn. Trên thị trường hiện nay, có một số chuẩn kết nối phổ biến cho sạc DC như CCS (Combined Charging System), CHAdeMO (phổ biến tại Nhật Bản), và GB/T (sử dụng tại Trung Quốc). Mỗi chuẩn có đặc điểm kỹ thuật riêng và thường tương thích với từng dòng xe khác nhau.

Việc sử dụng cáp sạc DC đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy hạ tầng trạm sạc, góp phần rút ngắn thời gian chờ và nâng cao trải nghiệm cho người dùng xe điện. Tuy nhiên quá trình lắp đặt, vận hành và khai thác các trạm sạc điện một chiều (DC) cho xe điện tại Việt Nam nên tuân theo bộ Tiêu chuẩn TCVN 12671-4-1:2025 và TCVN 12671-4-2:2025 do Bộ Khoa học và Công nghệ công bố là rất quan trọng giúp chuẩn hóa hạ tầng sạc cho phương tiện giao thông sử dụng điện tại Việt Nam.

TCVN 12671-4-1:2025 về sạc điện không dùng hệ thống quản lý nhiệt 

Theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12671-4-1:2025, loại cáp này không tích hợp hệ thống làm mát bên trong, phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật dành riêng cho sạc DC ngoài bộ chuyển đổi, như quy định trong TCVN 13078-1 (IEC 61851-1). Cáp có cấu trúc gồm nhiều lõi dẫn điện được nhận diện bằng màu sắc hoặc số thứ tự rõ ràng, có thể bao gồm các lõi tín hiệu như CP (pilot), CC (control), lõi cảm biến nhiệt độ..., tách biệt hoàn toàn với lõi dẫn dòng chính.

Thiết kế cáp yêu cầu hình dạng tròn đồng đều, có thể bổ sung lớp độn và màn chắn để tăng độ ổn định và an toàn trong vận hành. Đây là thành phần không thể thiếu trong hệ thống hạ tầng sạc điện cho xe điện hiện đại, đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu tốc độ sạc cao, hiệu suất lớn và độ tin cậy cao.

Tiêu chuẩn TCVN 12671-4-1:2025 áp dụng cho các loại cáp chuyên dùng để sạc DC theo chế độ 4, nghĩa là sạc nhanh với nguồn điện một chiều từ bộ chuyển đổi ngoài. Đặc biệt, tiêu chuẩn này không áp dụng cho các loại cáp có tích hợp hệ thống quản lý nhiệt theo TCVN 13078-23 (IEC 61851-23). Điều này giúp phân định rạch ròi giữa các loại cáp sạc theo đặc tính kỹ thuật, hỗ trợ quá trình thiết kế và quản lý hệ thống hạ tầng sạc điện đồng bộ, an toàn.

Cáp sạc một chiều dùng cho xe điện theo chế độ 4 nên đáp ứng các yêu cầu theo tiêu chuẩn nhằm đảm bảo an toàn, đồng bộ và phù hợp với các hệ thống sạc nhanh. Ảnh minh họa

Một điểm nổi bật của tiêu chuẩn là quy định rõ nhiệt độ làm việc tối đa của ruột dẫn là 90°C, phù hợp với các điều kiện vận hành khắc nghiệt trong thực tế khi sạc nhanh. Đồng thời, việc nhận biết lõi dẫn điện phải được thực hiện thông qua vật liệu cách điện có màu riêng biệt hoặc bằng bề mặt màu, bảo đảm mỗi lõi chỉ mang một màu duy nhất. Riêng lõi nhận biết bằng màu xanh lục – vàng (thường dùng cho tiếp địa) phải được quy định riêng biệt, phù hợp thông lệ quốc tế.

Các lõi tín hiệu như lõi pilot (CP), lõi điều khiển (CC), lõi cảm biến nhiệt độ... cũng bắt buộc phải được nhận diện rõ ràng và khác biệt hoàn toàn so với lõi dẫn điện. Trường hợp dùng cùng màu, cách điện lõi phải được đánh số tuần tự từ 1 trở đi, với số dễ đọc và có độ bền cao, giúp đảm bảo việc kiểm tra, bảo trì dễ dàng và chính xác.

Về cấu trúc cụm lõi và vỏ bọc tiêu chuẩn cho phép sử dụng lớp độn ở giữa, nhưng không được phép đặt một lõi riêng lẻ ở vị trí trung tâm, đảm bảo độ bền và độ tròn của cáp. Cụm lõi có thể được bọc thêm lớp phân cách (dải băng) và/hoặc lớp độn trước khi bọc vỏ. Đồng thời, có thể áp dụng màn chắn theo điều 8.6 của TCVN 12671-1:2019 (IEC 62893-1:2017) nhằm tăng khả năng bảo vệ tín hiệu và chống nhiễu.

Vỏ bọc của cáp phải được làm từ hợp chất EVM phù hợp với kiểu cáp: EVM-1 cho kiểu cáp 12671 TCVN 126 hoặc IEC 62893-126; EVM-2 cho kiểu 12671 TCVN 127 hoặc IEC 62893-127; EVM-3 cho kiểu 12671 TCVN 128 hoặc IEC 62893-128; Hình dạng cáp hoàn chỉnh phải tương đối tròn, đảm bảo tính đồng đều, an toàn trong thi công và sử dụng.

Yêu cầu về ghi nhãn, từng cáp phải được ghi nhãn đầy đủ và liên tục trên vỏ bọc, tuân thủ yêu cầu của TCVN 12671-1:2019, kèm theo các thông tin bắt buộc như: Ký hiệu mã sản phẩm tương ứng; Số lượng và tiết diện danh nghĩa của lõi dẫn điện và dây tiếp đất (nếu có). Ngoài ra, có thể bổ sung thông tin như năm sản xuất, với điều kiện không gây nhầm lẫn hoặc mâu thuẫn với các nội dung bắt buộc.

TCVN 12671-4-2:2025 về cáp sạc được thiết kế để sử dụng với hệ thống quản lý nhiệt

Theo tiêu chuẩn này thì vật liệu ruột dẫn và kết cấu của nó phải phù hợp với TCVN 12671-1:2019 (IEC 62893-1:2017). Cỡ cáp phải là 2 lõi trở lên với tiết điện 16 mm2 đến 150 mm2. Các lõi điều khiển (CC) hoặc pilot (CP) không quy định số lượng lõi cụ thể, nhưng vẫn phải tuân thủ yêu cầu chung.

Cỡ tối thiểu của dây dẫn PE hoặc dây dẫn kết hợp chức năng của cả dây dẫn nối đất bảo vệ và dây dẫn điểm giữa phải phù hợp với tiêu chuẩn này. Trong trường hợp có thỏa thuận giữa nhà chế tạo và khách hàng về các yêu cầu ngắn mạch, tiết diện danh nghĩa của dây dẫn PE hoặc PEM phải tuân theo các tính toán quy định trong TCVN 7447-5-54 hoặc TCVN 13078-23.

Trong trường hợp cách điện cũng được sử dụng làm ống của lõi dẫn điện thì cho phép có một khoảng trống giữa ruột dẫn và cách điện. Cách điện của các lõi pilot (CP), lõi dẫn điện phụ trợ, lõi điều khiển (CC) hoặc lõi cảm biến nhiệt độ phải là hợp chất EVI-1 hoặc EVI-2 của TCVN 12671-1 (IEC 62893-1). Màn chắn trên một lõi hoặc cụm lõi (ví dụ như lõi đôi hoặc lõi bốn) phải gồm một lưới đan bằng đồng có độ phủ kín tối thiểu 80 %, như quy định. 

Các ống chứa chất lỏng phải làm bằng vật liệu chịu được môi chất sử dụng làm chất làm mát. Tính tương thích của vật liệu ống phải được thử nghiệm với vật liệu cáp phù hợp với IEC 60811-401:2012. Vật liệu ống phải chịu được lão hóa ở nhiệt độ 120°C trong 168h trong không khí khô. Sự thay đổi các đặc tính cơ học không được vượt quá ±30 % của mẫu chưa lão hóa.

Trong trường hợp cách điện cũng được sử dụng làm ống thì vật liệu phải phù hợp với các yêu cầu liên quan của EVI-2 và phải phù hợp với các yêu cầu tại tiêu chuẩn này. Các lõi phải được xoắn với nhau. Có thể sử dụng lớp độn ở giữa. Không được đặt một lõi ở giữa. Cụm lõi có thể được bọc xung quanh bằng một lớp phân cách và/hoặc lớp độn trước khi đặt vỏ bọc. Vỏ bọc không được dính vào các lõi. Việc bọc vỏ bọc phải sao cho cáp hoàn chỉnh có hình dạng tương đối tròn.

Cáp phải được ghi nhãn với ký hiệu mã tương ứng. Từng cáp phải có ký hiệu mã đầy đủ theo yêu cầu trong tiêu chuẩn này, độ liên tục của ghi nhãn trên vỏ bọc phải phù hợp với TCVN 12671-1:2019 (IEC 62893-1:2017) và thêm các yêu cầu về số lượng và tiết diện danh nghĩa của ruột dẫn của các lõi dẫn điện và dây dẫn bảo vệ (PE); điện áp danh định, và ký hiệu sau đây "Sử dụng cho hệ thống được làm mắt chủ động chuyên dụng". Nhãn phải bền, dễ đọc, theo đúng quy định trong TCVN 12671-1:2019.

An Dương