9 Điều bạn cần biết về tuổi thọ pin ô tô điện

Nhu cầu về ô tô điện đang tăng cao, các nhà sản xuất phải tìm ra cách làm cho pin rẻ hơn và tốt hơn. Ngày nay, pin có thể chiếm một phần tư đến một phần ba giá thành của ô tô điện. Pin sẽ giúp xác định giá xe ô tô điện và có thể trở thành yếu tố chủ chốt của một chiếc xe. Giống như megapixel trên máy ảnh hay tốc độ xử lý của chip máy tính mà người tiêu dùng từng ám ảnh, các tính năng của pin sẽ là thước đo để người tiêu dùng đánh giá và đưa ra quyết định mua xe. 

1.Pin ô tô điện là gì? 

Với dòng xe ô tô điện, pin chính là “linh hồn”, là công nghệ lõi của thiết kế xe điện và chiếm tỷ trọng lớn trong giá bán xe ô tô điện. Để sản xuất được pin ô tô điện các nhà sản xuất phải đầu tư khoa học - công nghệ và nguồn nhân lực chất lượng cao. 

Pin trên ô tô điện là loại pin sạc hay còn gọi là ắc quy hay còn gọi là pin thứ cấp. Các loại pin có thể lặp lại chu trình sạc bằng cách cắm sạc pin và bộ sạc vào nguồn điện. Cấu tạo pin ô tô điện gồm nhiều ngắn chứa các tế bào pin được lắp nối tiếp nhau, gồm điện cực dương (ca-tốt) và điện cực âm (a-nốt) cùng dung dịch điện ly. 

2.Công nghệ pin ô tô điện

Pin EV trải qua chu kỳ 'xả' xảy ra khi lái xe và 'sạc' khi ô tô được cắm điện. Việc lặp lại quá trình này theo thời gian sẽ ảnh hưởng đến lượng sạc mà pin có thể giữ được. Điều này làm giảm phạm vi và thời gian cần thiết giữa mỗi hành trình để sạc. Hầu hết các nhà sản xuất đều có bảo hành từ 5 đến 8 năm đối với pin của họ. Tuy nhiên, dự đoán hiện nay là pin xe điện sẽ có tuổi thọ từ 10 - 20 năm trước khi chúng cần được thay thế.

Cách thức hoạt động của pin và động cơ điện của ô tô lại đơn giản một cách đáng ngạc nhiên - pin kết nối với một hoặc nhiều động cơ điện dẫn động các bánh xe. Khi bạn nhấn ga, chiếc xe sẽ ngay lập tức cung cấp năng lượng cho động cơ, làm tiêu hao dần năng lượng tích trữ trong pin.

Động cơ điện cũng hoạt động như máy phát điện, vì vậy khi bạn nhả chân ga, xe bắt đầu giảm tốc độ bằng cách chuyển động tịnh tiến trở lại thành điện năng - điều này xảy ra mạnh hơn nếu bạn đạp phanh. Phanh tái tạo này phục hồi năng lượng mà nếu không sẽ bị mất, lưu trữ lại vào pin và do đó cải thiện phạm vi hoạt động của ô tô.

3.Các loại pin ô tô điện phổ biến nhất hiện nay 

3.1 Pin Lithium-ion

 Đây là loại pin được dùng trong hầu hết các loại xe điện hiện nay. Công nghệ pin Lithium-ion (hay Li-ion) cũng chính là công nghệ pin được dùng cho các dòng điện thoại thông minh hay máy tính xách tay trên thị trường. 

Pin Lithium-ion gồm 2 cực :  Cực dương sử dụng hợp chất oxit kim loại chuyển tiếp (Mn, Co, Ni) cùng với Liti (hợp kim Lithium (nguyên tố Liti với kí hiệu hóa học Li); cực âm dùng Graphite và sử dụng chất điện li dạng lỏng. 

Xem thêm:>> Những phụ kiện ô tô điện bán chạy nhất 

Ưu điểm nổi bật nhất của pin Lithium-ion đó chính là tốc độ tự xả thấp và mật độ năng lượng cao. Do đó, đây là loại pin được ưu tiên sử dụng trong ngành công nghiệp sản xuất pin cho ô tô điện.

3.2 Pin hydride nickel-kim loại

Đây là loại pin sạc được sử dụng trong các dòng xe hybrid, tàu điện sàn thấp cũng như một số thiết bị điện tử. 

Pin hydride nickel-kim loại tương tự như pin nickel cadmi (NiCd) song thay cadmi - một kim loại nặng độc hại bằng hỗn hợp hấp thu hidrua cho cực âm (a-nốt). Không chỉ không gây ô nhiễm cho môi trường mà 1 pin NiMH có thể có điện dung lớn gấp 2-3 lần so với pin NiCd cùng kích thước.

Tuy nhiên, pin NiMH có tốc độ tự xả cao hơn hẳn so với pin Lithium-ion cũng như hiệu suất sạc pin thấp nên ít được dùng cho các loại pin ô tô điện trên thị trường hiện nay. 

4. Sạc nhanh có làm chai pin ô tô điện không?

Với công nghệ pin Lithium-ion hiện nay, các nhà sản xuất đều khẳng định rằng việc sạc nhanh không ảnh hưởng tới chất lượng cũng như tuổi thọ pin. 

Để tránh việc bị “chai pin” (pin bị giảm dung lượng nhanh), người tiêu dùng được khuyến cáo không nên xả pin cạn kiệt. Chỉ nên xả pin đến mức được khuyến cáo (khoảng 20-25%). Ngoài ra, pin ô tô điện cũng được các nhà sản xuất thiết kế để sạc đến 85% dung lượng thay vì 100% dung lượng, nhằm kìm hãm lại quá trình chai pin. 

Các nhà sản xuất cũng cảnh báo, phương pháp lái xe cũng ảnh hưởng nhiều tới tuổi thọ pin xe điện. Người dùng nên nên giữ tốc độ ổn định, không nên tăng tốc quá nhanh, tránh làm giảm tuổi thọ của pin.

5. Các đặc điểm pin ô tô điện VinFast

Theo công bố từ phía nhà sản xuất, pin ô điện VinFast sử dụng loại pin Lithium-ion có dung lượng 42kWh. Với 1 lần sạc đầy theo chuẩn NEDC, mẫu xe ô tô điện VinFast VF e34 đi được quãng đường sau 01 lần sạc theo chuẩn NEDC khoảng 285 km. Đặc biệt, sau khoảng 18 phút sạc nhanh, xe sẽ đi thêm được khoảng 180km nữa. 

Bên cạnh việc tự sạc xe tại nhà, người dùng có thể chủ động sạc tại các trạm sạc VinFast xây dựng phủ sóng 63 tỉnh thành với mục tiêu 40.000 cổng sạc ô tô (tương đương với 2100 trạm) vào cuối năm 2021. 

Mật độ trạm dày đặc tương tự cây xăng truyền thống sẽ giúp người tiêu dùng an tâm sử dụng ô tô điện mà không lo pin xe ô tô điện VinFast bị hết giữa đường hay gặp sự cố. 

6. Tuổi thọ pin ô tô điện được bao lâu?

Pin trên ô tô điện là đã được chứng minh là sẽ tồn tại trong nhiều năm. Trên thực tế, các nhà sản xuất xe điện đảm bảo điều đó. Ví dụ, Nissan đảm bảo rằng pin ô tô điện của họ sẽ sử dụng được 8 năm hoặc 100.000 Km và Tesla cũng đưa ra một bảo đảm tương tự. Với xe ô tô điện Vinfast nhà sản xuất cam kết tuổi thọ trung bình của pin có thể kéo dài từ 10-12 năm. 

Điều này quả là cuộc cách mạng khi pin điện thoại di động bắt đầu hao mòn chỉ sau một vài năm, nhưng trong thời gian đó, nó có thể được sạc đầy và xả hàng trăm lần. Mỗi chu kỳ sạc được gọi là tuổi thọ của pin: có lẽ sau 500 chu kỳ đầy đủ, pin điện thoại lithium-ion bắt đầu mất đi một phần đáng kể dung lượng mà nó có khi mới.

Mặc dù điều đó có thể ổn đối với điện thoại, nhưng nó không đảm bảo an toàn cho một chiếc ô tô được thiết kế để chạy hàng nghìn dặm, vì vậy các nhà sản xuất xe điện đã nỗ lực hết sức để làm cho pin ô tô điện có tuổi thọ cao hơn. Trong EV, pin được 'đệm', có nghĩa là người lái xe không thể sử dụng toàn bộ lượng điện năng mà chúng dự trữ, làm giảm số chu kỳ mà pin trải qua. Cùng với các kỹ thuật khác như hệ thống làm mát thông minh, điều này có nghĩa là pin ô tô điện sẽ có tuổi thọ nhiều năm mà không gặp phải bất kỳ sự cố nào. 

Trên thực tế, để duy trì tuổi thọ của ắc quy xe điện, các nhà sản xuất đảm bảo rằng có thêm dung lượng dự phòng để bù đắp cho sự suy giảm theo thời gian. Vì vậy, khi một chiếc xe điện già đi và chu kỳ pin, dung lượng dự phòng bổ sung sẽ được sử dụng hết. Điều này cho phép phạm vi hoạt động của xe được giữ nguyên trong suốt thời gian sử dụng pin. Khi dung lượng pin giảm xuống dưới 80%, người lái xe có thể bắt đầu nhận thấy sự sụt giảm phạm vi hoạt động và hiệu suất của pin trên quãng đường sử dụng.

7. Tái chế pin ô tô điện

Thời gian mà pin sử dụng trong một chiếc xe điện thường chỉ là thời gian bắt đầu của thời gian sử dụng hữu ích của chúng. Sau khi được tháo ra khỏi ô tô, hầu hết các loại pin vẫn sẽ phù hợp cho các công việc đòi hỏi khác như lưu trữ năng lượng trong mạng lưới điện hoặc trong nhà - một lĩnh vực ngày càng có nhu cầu.

Khi pin hết tuổi thọ, chúng sẽ được tái chế, thường liên quan đến việc tách các vật liệu có giá trị như muối coban và lithium, thép không gỉ, đồng, nhôm và nhựa. Hiện tại, chỉ có khoảng một nửa số nguyên liệu trong một bộ pin EV được tái chế, nhưng với việc những chiếc xe EV dự kiến ​​sẽ bùng nổ phổ biến trong vòng một thập kỷ tới .

Một số nhà sản xuất lớn đã nghiên cứu nhiều giải pháp cho tương lai để tái chế pin ô tô điện. Điển hình như VW gần đây đã công bố một nhà máy thí điểm để tái chế pin sẽ hướng tới mục tiêu tái chế 97% các thành phần của pin. Trong quá trình này, pin sẽ được cắt nhỏ, sấy khô, sau đó sàng lọc để thu hồi các nguyên liệu quý giá có thể được sử dụng để chế tạo pin mới.

Nissan có kế hoạch sử dụng pin EV đã nghỉ hưu để cung cấp năng lượng dự phòng cho Amsterdam ArenA  - địa điểm giải trí nổi tiếng thế giới và là sân nhà của Câu lạc bộ bóng đá Ajax. Toyota cũng có kế hoạch lắp đặt pin đã hết hạn bên ngoài các cửa hàng tiện lợi ở Nhật Bản trong tương lai gần . Pin sẽ được sử dụng để lưu trữ điện năng được tạo ra từ các tấm pin mặt trời. Năng lượng được lưu trữ sau đó sẽ được sử dụng để hỗ trợ năng lượng của tủ lạnh, tủ hâm nóng thức ăn và quầy thực phẩm tươi sống bên trong các cửa hàng.

8. Chu kỳ sạc pin

Theo số liệu thống kê từ Forbes, pin lithium-ion tăng từ 0 đến 100 phần trăm trong một chu kỳ sạc, chúng trải qua trường hợp sử dụng nhiều nhất có thể. Theo người sáng lập Cadex Electronics, Isidor Buchmann, những viên pin này chỉ có thể xử lý chu kỳ sạc cường độ cao này khoảng 500 lần trước khi chúng cạn kiệt nghiêm trọng.

Mặc dù 500 chu kỳ sạc là điều tuyệt vời đối với các công ty điện thoại như Apple và Samsung, những người muốn người tiêu dùng mua điện thoại mới hai năm một lần, nhưng điều này không lý tưởng đối với những chiếc ô tô được cho là sẽ kéo dài hơn 10 năm. Tin tốt là pin trong ô tô điện sẽ không trải qua chu kỳ sạc khắc nghiệt này. Chúng được thiết kế để tồn tại trong nhiều năm bằng cách sử dụng các biện pháp bảo vệ khác nhau.

9.Các nhà sản xuất pin ô tô điện hàng đầu thế giới hiện nay 

Có một số lượng lớn các nhà sản xuất pin xe điện. Một số hãng nổi tiếng như Tesla và Nissan, trong khi những hãng khác như BYD hay LG Chem, có thể không nổi tiếng khắp thế giới, nhưng vẫn là những người chơi quan trọng trong lĩnh vực sản xuất pin ô tô điện. Ví dụ, LG Chem cung cấp pin xe điện cho các hãng như Volvo , Renault, Ford và Chevrolet. Không chỉ vậy,  họ cũng đã ký một thỏa thuận với Telsa  để cung cấp pin cho tất cả các Telsa được sản xuất tại Trung Quốc.

Tại thị trường Việt Nam nhà sản xuất VinFast đã lựa chọn công ty Gotion High-Tech (Trung Quốc) hợp tác nghiên cứu, phát triển pin cho xe điện và xây dựng nhà máy sản xuất cell pin tại Việt Nam. Gotion High-Tech thành lập năm 2006, là đơn vị có tên tuổi và quy mô đứng đầu tại Trung Quốc lẫn toàn cầu nhờ sở hữu hàng nghìn sáng chế đã được cấp phép, ứng dụng trong lĩnh vực cung ứng pin ô tô. Hiện Gotion sở hữu 8 trung tâm nghiên cứu và phát triển sản phẩm tại Nhật Bản, Mỹ, Trung Quốc, Đức, Singapore,... 

Hợp tác lần này chắc chắn sẽ giúp VinFast có nhiều cơ hội nắm giữ công nghệ mới với quy mô toàn cầu, thậm chí là công nghệ của tương lai để tạo ra cơ hội bứt phá phát triển. 

Bên cạnh việc sản xuất pin cho xe điện, nhiều nhà sản xuất cũng đã và đang nghiên cứu việc lưu trữ điện bằng pin cho các ứng dụng dân dụng , thương mại và công nghiệp.

Xem thêm: >> Xe ô tô điện là gì? Tổng quan về ưu nhược điểm và cách thức vận hành 

Tổng hợp