Yếu tố nào ảnh hưởng đến hoạt động của cụm pin xe điện?

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

Nhiệt độ môi trường là vấn đề đầu tiên liên quan đến pin mà người dùng cần lưu ý.

Tốc độ sạc pin có thể bị giảm xuống trong thời tiết lạnh, dẫn đến phạm vi di chuyển của phương tiện trong cùng một thời gian cắm sạc cũng giảm theo. Ngược lại, nhiệt độ ngoài trời cao được cho là điều kiện lý tưởng hơn cho quá trình nạp điện.

Tuy nhiên, việc phơi xe ngoài trời nhiều giờ liền cũng có tác động tiêu cực đến pin xe. Cụ thể, các tế bào (cell) sẽ bị hỏng khi cụm pin tiếp xúc với nhiệt độ cao liên tục, làm giảm dung lượng sử dụng thực tế.

Nếu như xe của bạn không có hệ thống làm mát chất lỏng cho cụm pin, hãy đỗ xe ở nơi mát mẻ hoặc sử dụng bạt che phủ để hạn chế tình trạng pin bị "hâm nóng".

Còn đối với trường hợp xe sở hữu hệ thống làm mát cho pin, chủ xe có thể cắm điện trong lúc đỗ xe dù pin có đang cần sạc hay không để ổn định nhiệt độ cụm pin, tránh hao hụt dung lượng.

Số chu kỳ sạc

Chu kỳ sạc là một yếu tố mà người dùng không thể tránh và nó có tác động đến dung lượng thực tế của pin. Bởi một đặc tính có hữu của pin lithium-ion là sạc cho pin càng nhiều thì càng giảm khả năng tiếp nhận.

Báo cáo của Tesla vào giữa năm 2020 cho thấy ở mốc vận hành khoảng 40.000 km (25.000 dặm), pin của một chiếc Model S sẽ giảm khoảng 5%. Ở 201.000 km (125.000 dặm) tiếp theo, cụm pin sẽ chai thêm khoảng 5% nữa.

Thêm vào đó, khi xe có odo 150.000-200.000 dặm, tức 214.000-321.000 km, khả năng tiếp nhận sạc thực tế pin của Tesla Model S sẽ duy trì ở khoảng 85%.

Sử dụng trạm sạc nhanh

Tương tự điện thoại di động và các thiết bị điện tử, phần lớn xe điện hiện nay đều sử dụng công nghệ pin lithium-ion. Nhược điểm chung của loại pin này là dễ bị chai khi thường xuyên sử dụng sạc nhanh.

Dù vậy, nhờ được trang bị hệ thống kiểm soát, điều khiển dòng sạc tối ưu hơn nên hệ thống pin trên ô tô điện khi sạc nhanh ít bị chai hơn so với các thiết bị điện tử.

Thí nghiệm sự ảnh hưởng của sạc nhanh đối với pin xe điện được Phòng thí nghiệm Quốc gia Idaho (INL) tại Mỹ thực hiện trên 4 chiếc Nissan Leaf. Trong đó, 2 model dùng sạc chậm 3,3 kW bằng điện dân dụng, 2 model còn lại được sạc bằng trụ sạc nhanh DC công suất 50 kW.

Kết quả cho thấy sau quãng đường di chuyển hơn 64.000 km (40.000 dặm), mức chênh lệch về khả năng tiếp nhận sạc giữa 2 trường hợp thử nghiệm là không đáng kể, chỉ 3%.

Tuổi thọ pin

Khả năng hoạt động của pin ô tô điện cũng chịu nhiều ảnh hưởng bởi tuổi thọ của pin, đặc biệt là dòng pin lithium-ion có chất điện phân lỏng dễ bị xuống cấp sau thời gian dài sử dụng.

Pin của một chiếc Nissan Leaf sau 8 năm sử dụng sẽ mất 35% khả năng tiếp nhận sạc, dựa trên thử nghiệm của chuyên trang xe điện InsideEVs.

Tuy nhiên, hầu hết các nhà sản xuất trên thế giới đều có chính sách bảo hành pin 8 năm hoặc 100.000 dặm, tương đương 160.000 km. Do đó, người dùng xe điện cũng không cần quá để tâm đến độ bền của pin khi sử dụng.

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

Mặt khác, các công nghệ pin tiên tiến hơn đang được nghiên cứu và phát triển để thay thế pin lithium-ion, đơn cử như pin thể rắn hay loại pin cường độ cao của GM có tên Ultium.

Trong tương lai gần, những loại pin mới có cùng thể tích và khối lượng nhưng mang lại độ bền cao hơn cùng khả năng lưu trữ năng lượng tốt hơn sẽ hứa hẹn cải thiện đáng kể khả năng vận hành cho xe điện.