Những yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của cụm pin xe điện

Dung lượng sử dụng thực tế của pin xe điện chịu tác động từ nhiều yếu tố, chẳng hạn tuổi thọ, chu kỳ sạc, nhiệt độ môi trường…

Một trong những vấn đề được người dùng xe điện quan tâm nhất là thông số quãng đường vận hành, tương ứng với dung lượng hữu dụng của pin.

Khác với ôtô truyền thống dùng xăng hay dầu có phạm vi di chuyển phụ thuộc vào dung tích nhiên liệu và mức tiêu thụ của động cơ, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hoạt động và đáp ứng nhu cầu đi lại của cụm pin lithium-ion đang phổ biến trên xe điện hiện nay.

Nhiệt độ môi trường

Vấn đề đầu tiên liên quan đến pin người dùng cần lưu ý khi sử dụng ôtô điện là nhiệt độ môi trường.

Thời tiết lạnh có thể làm chậm tốc độ sạc pin, từ đó gián tiếp kéo giảm phạm vi di chuyển của phương tiện trong cùng một thời gian cắm sạc. Trong khi đó, nhiệt độ ngoài trời cao được đánh giá là có lợi cho quá trình nạp điện.

Tuy nhiên nếu cụm pin tiếp xúc với nhiệt độ cao liên tục kéo dài dẫn đến khả năng làm hỏng các tế bào (cell), từ đó làm giảm dung lượng sử dụng thực tế. Vì vậy, người dùng xe điện nên hạn chế phơi xe ngoài trời nhiều giờ liền.

Nhiệt độ môi trường tác động đến thời gian sạc pin trong thực tế. Ảnh: VinFast.

Đối với các dòng xe điện không có hệ thống làm mát bằng chất lỏng cho cụm pin, người dùng nên chọn đỗ xe ở nơi mát mẻ, dưới bóng râm hoặc sử dụng bạt che phủ nhằm tránh pin bị “hâm nóng”.

Trong trường hợp xe được trang bị hệ thống làm mát cho pin, người dùng có thể cắm điện trong lúc đỗ xe ngay cả khi không có nhu cầu sạc để các bộ phận tản nhiệt giữ cho cụm pin ổn định, tránh hao hụt dung lượng.

Sử dụng trạm sạc nhanh

Hầu hết xe điện trên thị trường hiện sử dụng công nghệ pin lithium-ion, tượng điện thoại di động và các thiết bị điện tử. Loại pin này có nhược điểm chung là giảm khả năng tiếp nhận sạc (chai pin) khi sử dụng sạc nhanh thường xuyên.

Tuy nhiên, hệ thống pin trên ôtô điện khi sạc nhanh ít bị chai hơn so với các thiết bị điện tử nhờ có được hệ thống kiểm soát, điều khiển dòng sạc tối ưu hơn.

Sử dụng trạm sạc nhanh ảnh hưởng không đáng kể đến độ bền của pin xe điện. Ảnh: VinFast.

Phòng thí nghiệm Quốc gia Idaho (INL) tại Mỹ đã thí nghiệm sự ảnh hưởng của sạc nhanh đối với pin xe điện thông qua 4 chiếc Nissan Leaf. Trong đó, 2 model chỉ sử dụng sạc chậm 3,3 kW bằng điện dân dụng, 2 model còn lại luôn được nạp điện bằng trụ sạc nhanh DC công suất 50 kW.

So sánh kết quả giữa 2 trường hợp thử nghiệm sau khi 4 chiếc Leaf di chuyển được hơn 64.000 km (40.000 dặm), mức chênh lệch về khả năng tiếp nhận sạc chỉ là 3%, tỷ lệ được đánh giá là không đáng kể.

Số chu kỳ sạc

Tác động nhiều hơn đến dung lượng thực tế của pin là một yếu tố mà người dùng không thể tránh khi sử dụng xe điện, đó là chu kỳ sạc. Có nghĩa là sạc cho pin càng nhiều thì càng giảm khả năng tiếp nhận. Đây vốn cũng là một đặc tính cố hữu của pin lithium-ion.

Khả năng tiếp nhận sạc của pin lithium-ion trên ôtô điện giảm dần qua số lần sử dụng. Ảnh: VinFast.

Theo như báo cáo của Tesla vào giữa năm 2020, pin của một chiếc Model S sẽ giảm khoảng 5% khả năng tiếp nhận sạc ở mốc vận hành khoảng 40.000 km (25.000 dặm). Cụm pin sẽ chai thêm khoảng 5% khi xe đi thêm 201.000 km (125.000 dặm) tiếp theo.

Hãng xe điện Mỹ cũng cho biết khả năng tiếp nhận sạc thực tế pin của Tesla Model S duy trì khoảng 85% khi xe có odo 150.000-200.000 dặm, tức 214.000-321.000 km.

Tuổi thọ pin

Bên cạnh chu kỳ sạc, tuổi thọ cũng góp phần không nhỏ khi ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của pin ôtô điện, nhất là loại pin lithium-ion có chất điện phân lỏng bị xuống cấp sau thời gian dài hoạt động.

Chuyên trang xe điện InsideEVs đã tiến hành đo đạc và thử nghiệm trên một chiếc Nissan Leaf và có được kết quả khả năng tiếp nhận sạc của pin giảm đến 35% sau 8 năm sử dụng.

Thực tế, người dùng xe điện có thể không cần quá chú ý đến độ bền của pin khi sử dụng bởi hầu hết nhà sản xuất trên thế giới hiện có chính sách bảo hành pin 8 năm hoặc 100.000 dặm, tương đương 160.000 km.

Tại Việt Nam, mẫu xe điện VinFast VF e34 vừa ra mắt thậm chí còn được bảo hành 10 năm, đi kèm chính sách thay thế pin khi giảm khả năng tiếp nhận sạc dưới 70% hoặc pin có sự cố. Như vậy, các vấn đề về độ bền hay tuổi thọ pin sẽ được nhà sản xuất lo liệu trong suốt quá trình sử dụng.

VinFast VF e34 được bảo hành 10 năm và có chính sách thay pin khi có trục trặc, giảm dung lượng sử dụng. Ảnh: VinFast.

Bên cạnh đó, hàng loạt hãng xe đang dồn lực nghiên cứu và phát triển các công nghệ pin tiên tiến hơn nhằm thay thế pin lithium-ion, chẳng hạn pin thể rắn hay loại pin cường độ cao của GM có tên Ultium.

Những loại pin mới có độ bền cao hơn, đi cùng khả năng lưu trữ năng lượng tốt hơn trong cùng một thể tích và khối lượng, hứa hẹn cải thiện đáng kể khả năng vận hành cho xe điện trong tương lai gần.