Vì sao ô tô điện vẫn không thể thiếu ắc quy thường 12V?

Một chiếc ô tô điện với dàn pin lithium cỡ lớn có thể tạo ra nguồn điện từ 400-800V nhưng vẫn không thể thiếu bình ắc-quy axit chì 12V thông thường như trên xe động cơ đốt trong.

Chiếc ô tô thuần điện ngày nay có thể được ví như một trạm sạc điện di động khi nó có thể tải ngược điện lại cho mục đích sinh hoạt trong gia đình. Ví dụ như một chiếc F-150 Lightning với gói pin mở rộng được sạc đầy có thể cung cấp năng lượng cho cả ngôi nhà trong tối đa 3 ngày, dựa trên mức tiêu thụ trung bình hàng ngày là 30kWh.

Vậy tại sao ô tô điện sở hữu nguồn lưu trữ điện lớn như vậy vẫn cần tới sự trợ giúp của một bình ắc quy độc lập, nhỏ bé. Có 2 lý do chính như sau:

Ắc-quy 12V giúp duy trì các thiết bị điện trên xe

Đa số các ô tô điện hiện nay đều duy trì một bình ắc-quy 12V (thường là loại axit chì), bắt nguồn từ thực tế của người đi tiên phong là Tesla.

Tesla khởi nghiệp bằng chiếc ô tô điện thể thao mui trần là Roadster ra mắt năm 2008, chiếc xe này khi đó hoàn toàn sử dụng nguồn điện từ bộ pin chính trên xe. Vào năm 2012, một chiếc Tesla Roadster nguyên bản đã đỗ xe không cắm sạc trong vòng 2 tháng. Khi sử dụng lại, chủ xe đã không thể mở khóa, không thể khởi động và chả thể làm gì khác bằng cách gọi cứu hộ.

Chiếc Tesla Roadster này sau đó đã được xác định hỏng hoàn toàn bộ pin Lithium-ion do không thể sạc lại, chi phí thay thế lên tới 40.000 USD, bằng gần một nửa giá trị xe. Tất cả sự tốn kém không đáng này có thể được cứu vãn nếu chiếc Tesla này trang bi một ắc-quy 12V thường giá vài trăm USD.

Bình ắc-quy 12V trên chiếc Kia Soul chạy điện.

Một bộ ắc-quy 12V sẽ giúp duy trì các thiết bị điện thông thường trên ô tô, nhất là nuôi sống máy tính và các thiết bị điện tử quan trọng khác. Sau sự cố trên, Tesla đã thay đổi thiết kế và sử dụng thêm ắc-quy 12V cho các sản phẩm sau này. Nhiều hãng ô tô đã tiếp thu kinh nghiệm của Tesla để bố trí thêm một vị trí gắn bình ắc-quy 12V trên ô tô điện.

Bên cạnh đó, trong trường hợp xảy ra tai nạn hoặc hư hại, bình ắc-quy 12V sẽ giúp duy trì các thiết bị điện như đèn khẩn cấp, đèn chiếu sáng, hệ thống thông tin liên lạc,… bởi lúc này máy tính đã tự động tắt nguồn pin chính để đề phòng hỏa hoạn có thể xảy ra.

Tiết kiệm chi phí

Nếu so sánh về giá, rõ ràng một bình ắc-quy axit chì 12V sẽ rẻ hơn so với ắc-quy bằng pin lithium có cùng điện áp. Trong khi đó, ưu điểm của ắc-quy axit chì là bền bỉ hơn trong môi trường khắc nghiệt, nhất là ở vùng có khí hậu lạnh.

Theo các nhà nghiên cứu, pin Lithium-ion có thể xả từ -20C đến 60 C, thế nhưng chỉ có thể sạc lại nếu nhiệt độ nó ở trên 0C. Hơn nữa, pin Lithium-ion hoạt động tốt nhất nếu nhiệt độ hoạt động từ 15C đến 35C. Do đó, nếu sử dụng pin Lithium-ion 12V sẽ dễ bị hỏng khi nhiệt độ xuống dưới mức đóng băng.

Ngươc lại, ắc-quy axit chì không bị đóng băng cho đến -90 F, có thể sạc và xả trong một phạm vi nhiệt độ rộng mà không bị hỏng.

Bên cạnh đó, ắc-quy axit chì có thể dễ dàng thay thế ở mọi quốc gia, vùng lãnh thổ do độ phổ biến và rẻ tiền của nó. Trong khi pin Lithium-ion vừa đắt đỏ lại không hề phổ biến.

Mô phỏng vị trí của ắc-quy 12V trên xe Tesla Roadster sau khi được cải tiến.

Trong quá trình phát triển ô tô điện, nhiều hãng xe đã tính đến nâng cấp hệ thống điện trên ô tô lên loại 24V hoặc 48V thay cho hệ 12V như hiện tại. Tuy nhiên, thực tế ngành công nghiệp ô tô hiện nay đã tiêu chuẩn hóa các bộ phận của bên thứ 3 như túi khí, đèn, motor gạt nước, cửa sổ điện, cửa nâng điện, gương, quạt, tay lái trợ lực, phanh trợ lực, A/C,… hoạt động trên điện áp 12V, do đó việc thay thế hệ điện áp khác là tốn kém và không cần thiết.

Với hai lý do chính ở trên, có thể thấy trong tương lai gần và xa hơn, ắc-quy 12V dạng axit chì vẫn còn chỗ đứng trong ngành công nghiệp ô tô điện.