Tương lai của ngành công nghiệp ô tô gọi tên “Xe điện pin nhỏ”

Chúng ta biết gì về pin ô tô điện?

Xe điện sử dụng pin lithium-ion: Li-Ion hoạt động trên nguyên tắc trao đổi ion Li giữa 2 điện cực để sạc, xả điện , và sử dụng một dung dịch điện ly làm môi trường.

Việc các nhà sản xuất pin sử dụng chất liệu gì cho 2 đầu cực (Niken, Graphite, Silicon,…) cũng như dung dịch điện ly sẽ có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu năng, tuổi thọ, độ an toàn, kích thước pin, khả năng lưu trữ năng lượng, chi phí sản xuất…

Sự kết hợp các thành phần hóa học trong pin tạo ra nhiều loại pin Li-Ion khác nhau :

Cobalt Oxide (LCO)

Lithium Manganese Oxide (LMO)

Lithium Iron Phosphate (LFP)

Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC)

Lithium Nickel Cobalt Aluminium Oxide (NCA)

Lithium Titanate (LTO)

Các hãng xe có thể hướng đến những mục tiêu cụ thể khi chọn loại pin nào để đưa vào xe của họ, và dùng các công nghệ khác để bù đắp cho các điểm yếu của loại pin đó. Ví dụ, các hãng xe lớn sẽ đầu tư nhiều tiền cho dòng pin có khả năng đem đến hiệu suất vượt trội, đi kèm theo đó là hệ thống quản lý nhiệt năng để giảm thiểu rủi ro của việc pin tự hao hụt, cũng như quản lý sạc làm sao để kéo dài tuổi thọ cho viên pin.

Pin, cũng như các công nghệ khác được sử dụng trên xe điện, tạo ra nhiều hiện tượng khác nhau mà chúng ta sẽ lập tức nhận ra khi sử dụng xe, mặc dù chúng ta không hiểu mấy về nó. Một chiếc xe bình thường chạy được 300km bỗng nhiên hôm nay hết pin ở 220km; 2 xe có cùng dung lượng pin lại có 1 chiếc chạy được gấp đôi chiếc kia; có những chiếc xe bị chai pin sau vài trăm lần sạc, trong khi những chiếc khác sạc cả vài ngàn lần vần không sao và còn vô vàn hiện tượng “kỳ lạ” khác.

Một điều hiển nhiên là không có hãng xe nào chia sẻ công nghệ chi tiết về pin mình làm ra, tất cả đều sẽ gói gọn bởi thuật ngữ “Li-ion”. Sẽ mất khá nhiều thời gian để chúng ta hiểu được và cảm nhận được sự khác biệt của những loại pin này, tuy nhiên, điều có thể chắc chắn là luôn có những loại pin có giá 300usd /1kWh, nhưng có những loại trên 1000usd/ kWh và chúng thật sự khác biệt nhau.

Các nhà sản xuất xe điện nuôi tham vọng bán xe điện rẻ hơn xe xăng

Trong nhiều năm qua, khách hàng có nhu cầu mua xe điện đều có cùng chung một nỗi thắc mắc, chẳng hạn như ứng với mỗi lần sạc, xe đi được bao xa. Đa số đều cảm thấy “lo lắng về phạm vi hoạt động”, sợ rằng mình sẽ mắc kẹt trên đường nếu thiếu các trạm sạc.

WSJ cho rằng, theo các chuyên gia cùng ngành, những người đang nỗ lực điện khí hoá đội xe hơn 1,4 tỷ phương tiện trên khắp thế giới, xu hướng sản xuất xe điện với những bộ pin lớn là sai lầm. Thay vào đó, họ lập luận rằng đã đến lúc xem xét việc bán những chiếc xe có bộ pin nhỏ gọn hơn, phạm vi hoạt động ngắn hơn nhưng sạc nhanh hơn. Để đạt được mục tiêu này, ngành công nghiệp xe EV cần phải vượt qua nhiều thách thức, trong đó có việc phát triển công nghệ pin vốn còn đang non trẻ và tạo ra một mạng lưới rộng khắp các trạm sạc nhanh.

Theo lý thuyết, một chiếc xe điện với khả năng sạc nhanh sẽ vô cùng tối ưu. Pin nhỏ gọn giúp chúng giảm giá thành đáng kể so với hiện tại và thậm chí, là rẻ hơn cả xe xăng truyền thống.

Theo WSJ, các vấn đề xoay quanh chiếc pin EV là nguyên nhân chính khiến nhiều người tiêu dùng chần chừ. Tình trạng thiếu năng lực sản xuất cùng giá thành tăng cao của pin đã giảm nhanh chóng sau nhiều thập kỷ, song nay lại chững lại. Năm nay, chi phí đã vượt ngưỡng so với một năm trước đó.

Ngoài ra, mở rộng phạm vi hoạt động cho xe điện đồng nghĩa với việc pin phải nặng hơn. Điều này không chỉ làm tăng thêm chi phí mà còn tăng thêm trọng lượng cho chiếc xe, từ đó làm chúng hoạt động kém hiệu quả. Việc chế tạo pin cũng đòi hỏi nhiều loại nguyên liệu thô thường xuyên thiếu hụt, đồng nghĩa với việc công suất có thể bị hạn chế trong khoảng thời gian dài.

Thực tế, người Mỹ thường sử dụng ô tô cho những chuyến đi ngắn thay vì đường dài, song vẫn có lý do khiến họ muốn có một chiếc EV sạc nhanh. Nguyên nhân là bởi hơn ⅓ trong số họ không có gara để lắp đặt bộ sạc tại nhà. Việc chờ đợi ngoài đường quá lâu để nạp đầy năng lượng theo đó trở thành một yếu điểm.

Hiện tại, Porsche Taycan và Tesla Model Y được quảng cáo có thể rút ngắn thời gian sạc. Chiếc crossover SUV chạy điện Kia EV6 2023 có phạm vi hoạt động 500km cũng có thể sạc từ 10% lên 80% chỉ trong 18 phút nếu được kết nối với “bộ sạc cực nhanh DC”.

Tuy nhiên, vấn đề ở chỗ những bộ sạc nhanh DC là rất hiếm ở hầu hết các khu vực. Ngay cả khi tìm thấy 1 trạm sạc, thì vì một số lý do, chẳng hạn như nhiệt độ ngoài trời hay ắc tắc các phương tiện chờ đến lượt, sẽ khiến bạn không dễ tiếp năng lượng chút nào.

Hiện Mỹ có gần 50.000 trạm sạc công cộng, song chỉ có khoảng 6.600 trạm sạc nhanh, trong đó, khoảng 1.600 trạm thuộc về Tesla, theo Bộ Năng lượng Mỹ. Dù các phương tiện không phải của Tesla hiện vẫn có thể sạc tại các trạm của hãng, song nhiều tài xế cho biết họ vẫn cảm thấy khá khó khăn do phích cắm không tương thích.