Xe ô tô điện đang là đã và đang là xu hướng phương tiện cá nhân của tương lại, chính vì vậy các nhà sản xuất xe ô tô đang tích cực đầu tư phát triển mảng phương tiện mới này, đặc biệt là công nghệ pin. Việc phát triển pin cho xe ô tô điện không hề đơn giản, bản thân người dùng nếu muốn hiểu về cách thức hoạt động của pin xe ô tô điện cũng cần phải hiểu rõ về nghĩ thuật điện cũng như hóa học.
Trong bài viết này, Tinxe.vn sẽ giải thích rõ cách thưc hoạt động của pin xe điện, những điều cần lưu ý khi mua xe ô tô điện cũng như cách phân biệt các công nghệ pin xe điện hiện đại.
Xe ô tô điện sử dụng loại pin nào?
Hầu hết các mẫu xe điện đang có mặt trên thị trường hiện nay đều sử dụng công nghệ pin cơ bản: Hàng trăm viên pin nhỏ được ghép với nhau thành mô-đun hoặc bộ pin của xe. Hạn chế của công nghệ này chính là kích thước khá lớn, thường kéo dài đến vài mét. Vì vậy bộ pin cơ bản thường được bố trí đọc theo sàn xe, ngay bến dưới chân của người lái.
Ông Peter Rawlinson, cựu CEO của Tesla và hiện đang là CEO của Lucid giải thích: “Việc phân biệt công nghệ pin rất quan trọng. Mỗi viên pin nhỏ của bộ pin được gọi là tế bào pin, tổ hợp của loạt tế bào được gọi là bộ pin”. Như vậy, bộ pin xe được là tổ hợp của nhiều viên pin nhỏ, được thiết lập nhằm hoạt động ở mức tối ưu nhất, mặc cho nhiệt độ môi trường nóng hay lạnh khác nhau.
Cấu trúc một bộ pin xe điện
Hiện tại, xe ô tô điện đang sử dụng phổ biên hai loại pin sau:
1. Pin Lithium ion: Được sử dụng trên hầu hết các mẫu xe điện hoàn toàn (Tesla, Jaguar…)
2. Pin Niken metal hyđrít: Thường được sử dụng trên xe hybrid.
Cách thức hoạt động của các bộ pin này cũng không khác nhiều so với pin trên điện thoại. Hầu hết điện thoại thông minh thông minh hiện nay ddều sử dungh pin Lithium-ion để có thể sạc nhanh hơn. Yêu cầu của bộ pin xe ô tô điện khá khắt khe: Pin cần có dung lượng lớn để chứa đủ năng lượng, đồng thời vẫn có thể sạc nhanh và đảm bảo số lần sạc lớn. Quan trọng nhất vẫn là khả năng chịu lực va đập và rung lắc cũng như điều kiện thời tiết khi xe vận hành trên đường.
Dung lượng pin của xe ô tô điện
Để có thể cung cấp đủ năng lượng vận hành một chiếc xe nặng khoảng 2 tấn, pin xe điện thường có kích thước khá lớn. Dung lượng của bộ pin xe điện thường được tính bằng bằng đơn vị kiloWatt giờ (kWh), chỉ khả năng lưu trữ điện của pin trong một khoảng thời gian nhất định.
Xe điện Tesla Model S sử dụng bộ pin 100 kWh
Như vậy, bộ pin 100kWh trên chiếc xe điện Tesla Model S có khả năng sản sinh 100 kW điện liên tục trong một giờ đồng hồ. Tuy nhiên, việc vận hành xe hàng ngày thường đòi hòi lượng điện năng thấp hơn mức này, vì vậy bộ pin của xe có thể sử dụng được lâu hơn, kéo dài đến vài giờ đồng hồ trước khi cần phải sạc lại.
Bộ pin trên xe giúp xe vận hành được bao lâu?
Khách hàng có ý định mua xe ô tô điện đều cần cân nhắc đến dung lượng pin để có thể đáp ứng được nhu cầu cá nhân của mình. Trong trường hợp khách hàng chỉ sử dụng đi lại trong phạm vi nhỏ như đi mua sắm, đi làm hay đến trường trong khu vực nội đô thì một chiếc xe có bộ pin nhỏ sẽ vừa đủ. Chiếc Honda E với pin 35 kWh chính là một trong số đó.
Dung lượng pin xe điện quyết định phạm vi vận hành của xe
Mặt khác, nếu cần một chiếc xe điện có khả năng đi xa ra ngoại ô thì các mẫu xe có pin dung lượng lớn, từ 85 kWh trở lên sẽ có phạm vi di chuyển lớn hơn, rơi vào khoảng 450 km, sẽ là lựa chọn tuyệt vời. Hiện tại Jaguar đang bán ra chiếc xe điện i-Pace với bộ pin 85 kWh, có khả năng vận hành 470 km chỉ với một lần sạc pin.
Tuổi thọ, độ bền và bảo hành pin xe điện như thế nào?
Mỗi bộ pin có thể sử dụng được trong bao lâu là một câu hỏi khó có câu trả lời cụ thể. Nhiều khách hàng thường lo lắng về tuổi thọ của pin, sợ rằng pin xe ô tô điện cũng có thể chết bất đắc kì tử như pin điện thoại. Tuy nhiên điều này rất khó có thể xảy ra.
Trên thực tệ, mỗi bộ pin xe ô tô điện chứa hàng trăm, thậm chí là hàng nghìn viên pin nhỏ, số lượng tế bào pin lớn giúp cho bộ pin của xe vẫn giữ được dung lượng và công suất dù đã vận hành hàng nghìn dặm. Đương nhiên, một bộ pin đã qua sử dụng một thời gian dài vẫn không thể có hiệu năng như một bộ pin mới, dù vậy bộ pin cũ vẫn sẽ tiếp tục hoạt động bình thường trong nhiều năm. Bằng chứng là nhiều mẫu xe điện ra mắt từ lâu vẫn đang vận hành hành ngày mà không gặp phải vấn đề nào về pin.
Xe ô tô điện Nissan Leaf
Dự kiến, mỗi bộ pin xe điện có thể hoạt động trong ít nhất là một thập kỷ. Nói cách khác, bộ pin của xe vẫn sẽ tiếp tục tồn tại trong khi các chi tiết khác trên xe sẽ dần xuống cấp. Cùng vì vậy mà các dòng xe điện mới trên thị trường hiện nay thường đi kèm với chế độ bảo hành trong thời gian khá dài, đảm bảo cho pin xe vẫn có thể đảm bảo 70% công suất sau 7 đến 8 năm sử dụng:
- BMW i3: Bảo hành 8 năm/160.000 km
- Hyundai Kona Electric: Bảo hành 8 năm/160.000 km
- Kia e-Niro: Bảo hành 7 năm/160.000 km
- Jaguar i-Pace: Bảo hành 8 năm/160.000 km
- Nissan Leaf: Bảo hành 8 năm/160.000 km
Điều gì khiến pin xe điện đắt đỏ như vậy?
Các bộ pin của xe ô tô điện thường rất đắt đỏ, vậy lý do là vì đâu? Được biết, mỗi bộ pin của xe ô tô điện thường chưa các kim loại, nguyên tố rất hiếm có và đắt đỏ, vì vậy mà mỗi bộ pin xe điện có thể xem là một gia tài nhỏ. Cùng do đó mà giá xe ô tô điện thành phẩm cũng bị đẩy lên khá cao so với các mẫu xe động cơ đốt trong truyền thống.
Tuy nhiên, có vẻ như giá thành của các bộ pin xe điện đang giảm dần trong vài năm trở lại đây. Trong tương lai, giá xe ô tô điện hứa hẹn sẽ giảm xuống, tương đương với giá xe động cơ đốt trong truyền thống.
Ai là người sở hữu bộ pin trên xe điện? Nhà sản xuất hay khách hàng?
Hầu hết các mẫu xe điện hiện nay đều bán kèm theo bộ pin, nhưng trước đó nhiều nhà sản xuất bán xe cho khách hàng như lại đính kèm pin dưới dạng cho thuê. Renault là thương hiệu đầu tiên thực hiện chiến lược bán xe và cho thuê pin, nhưng đến nay cách kinh doanh này đã không còn được áp dụng.
Tùy thuộc vào hình thức kinh doanh của mỗi hãng, khách hàng có thể thuê hoặc mua cả pin
Việc bán xe và cho thuê pin nhằm giúp hạ giá thành của xe theo góc nhìn của khách hàng khi mua xe. Tuy nhiên việc thuê pin lại khiến khách hàng buộc phải trả chi phí cố định hàng tháng, tương tự như việc trả tiền gia hạn thuê bao di động hay dịch vụ xem phim trực tuyến Netflix vậy. Điều này khiến cho người dùng khó có thể chứng minh sự minh bạch của xe trên thị trường xe cũ, nơi khách mua xe cũ vốn đã quá quen với việc mua xe trọn gói thay vì chỉ mua xe và phải trả chi phí thuê pin hàng tháng.
Các mối nguy hiểm với con người và ảnh hưởng của pin xe điện với môi trường
Trước khi được đưa vào sử dụng, các nhà sản xuất pin xe điện đã giành ra nhiều thời gian để thực hiện các cuộc kiểm tra, đánh giá pin, đồng thời tích hợp nhiều giải pháp an toàn để đảm bảo cho pin luôn trong trạng thái sẵn sàng vận hành và không gây nguy hiểm cho người dùng.
Nói cách khác, nếu khách hàng vẫn cảm thấy an toàn khi điều khiển xe sử dụng động cơ đốt trong, được cung cấp bởi các nhiên liệu dễ bắt lửa như xăng dầu thì không có lý do gì khiến họ cảm thấy bất an khi sử dụng xe điện.
Pin xe điện được đánh giá cao về độ an toàn
Đúng là dòng nạp và xả của pin xe điện rất lớn, nhưng hành khách trên xe sẽ không bao giờ bị ảnh hưởng bởi dòng điện của xe. Ngoài ra, bộ pin của xe được đặt bên trong lớp vỏ bảo vệ và được bố trí ở chính giữa sàn xe nhằm giảm thiểu khả năng gây cháy trong trường hợp xảy ra tai nạn.
Vậy đối với môi trường thì sao? Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng mặc dù chi phí sản xuất xe điện rất đắt đỏ, nhưng lại không gây hại đến môi trường trong suốt vòng đời sử dụng. Khi xe đã hết niên hạn sử dụng, bộ pin của xe vốn được cho là có thể gây nguy hiểm với môi trường sẽ được sử dụng nhằm lưu trữ năng lượng từ các nguồn sản xuất năng lượng tái tạo như điện mặt trời hay điện gió.
Lan Châu
