Ôtô điện có an toàn hơn xe hơi truyền thống?
Không sử dụng xăng hay dầu, độ tin cậy của hệ thống điện và cụm pin trên xe điện là vấn đề được người dùng rất quan tâm.
Không sử dụng động cơ đốt trong và nhiên liệu hóa thạch, hệ thống điện cao áp và cụm pin cường độ cao là yếu tố liên quan trực tiếp đến tính độ ổn định cũng như tính an toàn của xe điện.
Vậy so với ôtô truyền thống, xe điện an toàn ra sao và đâu là những vấn đề người dùng cần quan tâm khi sử dụng?
Nguy cơ cháy pin
Trong khoảng nửa năm qua, Hyundai đã tiêu tốn khoảng 900 triệu USD để triệu hồi gần 82.000 phương tiện chạy điện trên toàn cầu vì nguy cơ cháy cụm pin cho LG Chem sản xuất. Đến nay, 2 công ty Hàn Quốc vẫn chưa thống nhất được nguyên nhân dẫn đến lỗi này.
Đây được xem là đợt triệu hồi tốn kém nhất trong ngành ôtô nói chung và xe điện nói riêng. Dù vậy, vụ việc của Hyundai và LG được nhận định là trường hợp riêng biệt và không ảnh hưởng đến độ tin cậy nói chung của xe điện.
Cụ thể, loại pin Lithium-ion phổ biến trên xe điện hiện nay bao gồm nhiều tế bào kết nối với nhau. Khi gặp hiện tượng đoản mạch, chất điện phân trong pin sẽ dễ bị nóng lên và sinh ra lửa. Năng lượng sẵn có trong cụm pin có thể sinh ra ngọn lửa 1.000 độ C và gần như không thể dập tắt cho đến khi nguồn nhiệt được sử dụng hết.
Cấu tạo hệ thống pin của xe điện. Ảnh: Hyundai.
Để giải quyết vấn đề này, các nhà sản xuất thiết kế các tấm ngăn tế bào pin riêng lẻ làm từ vật liệu hấp thụ nhiệt. Từ đó, giảm khả năng quá nhiệt dây chuyền của các tế bào pin. Ngoài ra, pin của xe điện được làm mát bằng hệ thống chất lỏng, giúp duy trì nhiệt độ ổn định trong quá trình làm vận hành của xe.
Bên cạnh đó, một vài hãng xe đang hoàn thiện và chuẩn bị ứng dụng loại pin mới an toàn hơn so với pin Lithium-ion. Có thể kể đến pin thể rắn của Toyota hay pin Ultium của General Motors.
Video đang HOT
Với đặc tính sử dụng năng lượng điện, hệ thống điện của ôtô điện được thiết kế kín để chống nước. Không chỉ khoang pin, dây dẫn mà động cơ điện cũng cần được bảo vệ khỏi nước để làm việc ổn định.
Thông thường, cụm pin của ôtô điện được nhà sản xuất thiết kế có thể chịu ngập liên tục trong vài chục phút. Với khả năng năng này, xe điện rõ ràng có khả năng “lội nước” tốt hơn ôtô dùng động cơ đốt trong và không cần lo lắng về nguy cơ bị thủy kích.
Tuy nhiên, người lái nên lưu ý việc hầu hết pin của xe điện hiện nay được bố trí bên dưới sàn xe. Nếu di chuyển vào đường xấu cần tránh cạ gầm hoặc sụp ổ gà khiến khoang pin bị rò rỉ, dẫn đến việc nước xâm nhập làm hư hỏng hệ thống điện.
Tesla Model 3 chạy qua vũng ngập nước. Nguồn: Insideevs .
Một câu hỏi khác liên quan đến khả năng kháng nước của xe điện là việc sạc pin dưới trời mưa có an toàn hay không. Câu trả lời là có.
Trước hết, các trạm sạc ngoài trời dành cho xe điện được thiết kế chống nước và không bị ảnh hưởng bởi thời tiết. Tiếp đến, giắc cắm cũng như cổng sạc có khả năng kháng nước, bụi nhằm đảm bảo độ bền và khả năng sử dụng ngoài trời dưới các điều kiện nắng, mưa khác nhau.
Lấy ví dụ, mẫu xe điện Nissan Leaf có tiêu chuẩn kháng bụi và nước đạt IP67, có thể chịu ngập sâu 1 m trong 30 phút. Mẫu xe đô thị cũng được Jonathon Ratliff, quản lý cấp cao bộ phận xe xanh Nissan, xác nhận nhận rằng có thể sạc trong hầu hết điều kiện thời tiết, theo Autotrader.
Người dùng có thể an tâm sạc xe điện ngoài trời. Ảnh: Marketwatch.
Tương tự ôtô truyền thống, xe điện được kiểm tra kỹ lưỡng về độ an toàn trước khi bán ra thị trường. Các mẫu ôtô điện có khả năng bảo vệ hành khách khi xảy ra va chạm tương đương những dòng xe hơi cùng hạng dùng động cơ đốt trong.
Đơn cử, chiếc Polestar 2 đạt chứng nhận 5 sao về an toàn của tổ chức Euro NCAP, hoặc Tesla Model 3 được IIHS xếp hạng cao nhất trong Top Safety Pick .
Ôtô điện có độ an toàn tương đương xe dùng động cơ đốt trong cùng hạng. Ảnh: Polestar.
Cùng với đó, khung gầm của xe điện còn được thiết kế để giảm thiểu tác động đến cụm pin trong trường hợp có ta.i nạ.n nhằm giảm thiểu nguy cho hư hỏng hoặc phát hỏa.
Với chiếc Polestar 2, nhà sản xuất đã phát triển cấu trúc 2 khung nhôm có khả năng hấp thụ lực bố trí 2 bên vách ngăn phía trước khoang lái. Cơ cấu này có tên gọi SPOC và đóng vai trò bảo vệ cho cụm pin khi có va chạm trực diện phía trước.
Thêm một tính năng bảo vệ khi có ta.i nạ.n được trang bị trên xe điện là cầu chì pyro. Trong trường hợp xe điện b.ị đâ.m đụng mạnh, cảm biến sẽ truyền tín hiệu đến cầu chì và ngắt mạch hoàn toàn dòng điện, tránh trường hợp dây dẫn bị đứt và rò rỉ điện, gây nguy hiểm cho hành khách.
Phạm vi di chuyển - yếu tố 'nhạy cảm' nhất của ôtô điện
Không giống xe xăng, xe điện sẽ tốn năng lượng hơn khi chạy cao tốc so với trong phố, và cũng giảm hiệu quả nếu trời quá lạnh, hoặc nóng.
Quãng đường đi được luôn cần được xem xét kỹ lưỡng vì trung bình những chiếc xe điện chỉ di chuyển được khoảng cách bằng một nửa so với xe động cơ truyền thống. Không những vậy, việc sạc điện cũng mất thời gian hơn rất nhiều so với đổ đầy bình nhiên liệu.
Tại Mỹ, mức tiêu thụ nhiên liệu của xe động cơ đốt trong hay mức tiêu thụ điện của xe điện được đán.h giá bởi EPA (Cục bảo vệ môi trường Mỹ), và thể hiện bằng miếng sticker dán rõ nét trên cửa kính các mẫu xe.
Đối với các xe điện đời 2020, có 33 mẫu có đán.h giá EPA (bao gồm cả trường hợp một mẫu xe có nhiều phiên bản). Phạm vi di chuyển nằm trong khoảng 177 km của Mini Cooper Electric tới 600 km của Tesla Model S Long Range.
Tesla Model S Long Range. Ảnh: Tesla
Giống như xe xăng, EPA xe điện cũng chia ra mức tiêu thụ trong thành phố và trên cao tốc. Nhưng khác với xe truyền thống, vốn luôn có mức tiêu thụ trên đường cao tốc tốt hơn so với trong thành phố, thì ở xe điện, ngoại trừ chiếc Porsche Taycan, khi di chuyển trên cao tốc, chúng lại tốn nhiều năng lượng hơn so với trong phố. Bởi vì, xe chạy phố phải phanh nhiều, nhưng điều kỳ diệu là các xe điện lại có khả năng thu hồi năng lượng khi phanh tốt hơn so với phanh trên xe truyền thống.
Một điểm khác biệt nữa của xe điện đó là phạm vi di chuyển và hiệu suất tiêu thụ không liên quan trực tiếp với nhau. Tức là, không thể lấy hiệu suất tiêu thụ nhân với dung lượng pin để ra quãng đường có thể di chuyển. Nguyên nhân là bởi luôn có sự thất thoát năng lượng trong quá trình sạc, các bộ pin chỉ có thể tiếp nhận 85-90% khả năng của chúng. Ví dụ: một xe cần 10 kWh điện/100 km, pin chứa được 50 kWh, không có nghĩa quãng đường di chuyển được sẽ là 500 km, mà sẽ ít hơn, vì pin thực thế không chứa được toàn bộ 50 kWh mà chỉ 40-45 số, chưa kể lượng điện dành cho các thiết bị khác trên xe.
Khi đo lượng điện tiêu thụ, xe chạy ở 120 km/h, vì ở đường cao tốc là nơi người dùng quan tâm nhất về quãng đường đi được. Nếu muốn di chuyển 500-1.000 km một ngày, bạn phải đi trên cao tốc. Trong đô thị, mẫu xe điện có phạm vi di chuyển kém nhất cũng vẫn đủ cung cấp thời gian lái xe hơn 7 tiếng ở tốc độ trung bình 24 km/h. Nhưng khác với xe truyền thống, như đã đề cập ở trên, xe điện tốn năng lượng chóng mặt khi chạy tốc độ cao. Dĩ nhiên, như tất cả các mẫu xe hơi, lực cản khí động học sẽ tăng lên theo bình phương tốc độ. Ngoài ra, xe điện còn bị ảnh hưởng bởi một yếu tố khác nữa, đó là chúng hầu như chỉ có hộp số một cấp, ngoại trừ Porsche Taycan hai cấp. Do vậy, khi xe di chuyển ở tốc độ cao hơn, nghĩa là môtơ điện đang quay ở tốc độ nhanh hơn nhưng lại ở điểm hiệu suất thấp hơn.
Chưa có có mẫu xe điện nào đạt được hoặc vượt qua phạm vi di chuyển mà nhà sản xuất công bố trong các thử nghiệm thực tế trên cao tốc ở tốc độ 120 km/h.
Không giống xe động cơ đốt trong truyền thống, luôn dễ dàng vượt qua các mức đán.h giá của EPA khi thử nghiệm trên đường cao tốc, cả 12 chiếc xe điện được thử nghiệm trong bài đều thể hiện dưới thông số được công bố trong cả điều kiện đường cao tốc và đường kết hợp. Chúng ta sử dụng con số kết hợp là điểm chính của sự so sánh bởi vì phạm vi di chuyển trong phố và cao tốc ở xe điện sát nhau hơn rất nhiều so với sự khác biệt rất lớn trên xe động cơ xăng/dầu.
Kết quả sát nhất mà một mẫu xe đạt được so với công bố là mẫu Audi e-tron đời 2019, đạt 306 km, hay 93% trong bài đán.h giá kết hợp. Trong khi thể hiện kém nhất là Hyundai Kona Electric, với chỉ 257 km, tương đương 62%.
Thời tiết cũng là yếu tố tác động tiêu cực lên khả năng di chuyển của xe điện. Ví dụ, chiếc Tesla Model 3 đời 2018 chỉ có thể hoàn thành được 65% bài đán.h giá phạm vi di chuyển khi nhiệt độ bên ngoài ở gần mức đóng băng. Điều này mang đến thêm một sực khác biệt cho xe điện: thời tiết lạnh tác động tiêu cực lên khả năng di chuyển của chúng. Một trong những lý do dẫn tới điều này là năng lượng tiêu hao cho hệ thống sưởi để làm ấm cabin - trang thiết bị phổ biến trên xe. Một thử nghiệm trên Model 3 cho thấy khi bật sưởi, mức tiêu hao sẽ tăng 35% và làm giảm bớt đi gần 100 km lẽ ra bạn có thêm.
Không nên sạc quá đầy ôtô điện. Ảnh: Samaa TV
Trời nóng cũng ảnh hưởng không kém. Theo một nghiên cứu của Hiệp hội các nhà sản xuất ôtô Mỹ (AAA), trong thời tiết 35 độ C, điều hòa bật, quãng đường đi được của xe điện giảm 17% so với khi mát mẻ không cần điều hòa. Nhìn chung, xe điện rất nhạy cảm với thời tiết.
Thêm nữa, bạn cũng nên quan tâm tới phạm vi di chuyển tối đa mà xe có thể đạt được. Với càng nhiều lần tăng tốc từ 0-100 km/h, chúng ta càng khó đạt được mức đó. Việc này cũng liên quan mật thiết tới hành động cố gắng để sạc đủ 100% pin, nhưng nó không phải quy tắc dành cho xe điện. Nếu cứ cố nhồi nhét vào pin 10-15% cuối cùng, là khi đó tốc độ sạc cũng chậm đi đáng kể, đồng thời khiến pin trở nên chai nhanh, dung lượng bị giảm xuống nhanh chóng theo thời gian. Ví dụ, Tesla khuyến nghị chỉ giới hạn sạc tới 90% dung lượng pin cho mục đích di chuyển hàng ngày. Thậm chí với các hành trình dài, các điểm dừng được quyết định nhiều hơn bởi hệ thống các trạm sạc thay vì bất cứ điều gì khác, và phương pháp giản tiện nhất là chỉ nạp pin tới khoảng 80 - 90%, khi mà tốc độ sạc còn nhanh và hiệu quả.
Lexus ra mắt LF-Z Electrified Concept Lexus vừa ra mắt mẫu xe concept chạy điện LF-Z Electrified với khả năng di chuyển lên tới 600 km. Hãng dự kiến sẽ hiện thực hóa vào năm 2025. Lexus thể hiện tham vọng ôtô điện của mình với mẫu LF-Z Electrified concept, kết hợp hiệu suất lái, kiểu dáng và công nghệ mà thương hiệu hạng sang của Toyota có thể...