Cuộc đua phát triển pin sạc xe điện trên thế giới

Theo AP, thời tiết lạnh giá ở Alaska (Mỹ) vào thời điểm này, thậm chí xuống - 46 độ C không phải dễ dàng để tìm thấy chiếc xe bus điện. Tuy nhiên, chiếc xe bus số 50 hàng ngày ở đây vẫn lặng lẽ băng qua khoảng 64 km đường tuyết và băng giá để đưa đón học sinh đến trường.

Nhiệt độ lạnh giá đã ảnh hưởng đến phạm vi di chuyển của xe điện chạy bằng pin sạc, vì vậy nhiều chuyến xe bus không thể thực hiện các chuyến đi dài hơn số km đã định sẵn. Đây là vấn đề mà một số chủ sở hữu phương tiện chở khách bằng xe điện thường gặp phải ở những vùng khí hậu lạnh giá trên khắp thế giới.

Ở nhiệt độ -7 độ C, xe điện không thể đi được xa như trong điều kiện lý tưởng do một phần phải tốn năng lượng giữ ấm cho hành khách. Vì vậy, những chuyến đi dài sẽ càng khó khăn khi thời tiết càng lạnh. Các cơ quan vận chuyển như ở Chicago - từng cam kết chuyển đổi toàn bộ đội xe bus thành điện vào năm 2040 – sẽ phải thực hiện các nỗ lực phi thường để đảm bảo xe bus điện có thể được sạc và đi đúng lịch trình.

Một số nhà sản xuất ô tô lo ngại pin sạc xe điện sẽ không thể đảm bảo hiệu suất tốt trong thời tiết lạnh. Vì vậy, mục tiêu mở rộng ô tô điện, xe tải hay xe bus điện để giảm lượng khí thải giao thông càng trở nên khó khăn hơn.

Hiện tại, các nhà khoa học đang chạy đua để hoàn thiện dòng pin mới không giảm hiệu suất trong thời tiết lạnh giống như các hệ thống pin lithium-ion ngày nay. Xe điện có thể giảm hiệu suất từ 10% đến 36% do thời tiết lạnh.

"Tôi thấy phạm vi hoạt động cũng như pin thường giảm đi 20% hiệu suất. Khi thời tiết giảm xuống -7 đến -12 độ C, sạc pin trở nên khó khăn hơn," ông Mark Gendregske ở Alger, Michigan nói.

Ông Gendregske, một kỹ sư của công ty sản xuất phụ tùng ô tô cho biết phạm vi hoạt động của xe điện sẽ giảm đi trong thời tiết lạnh giá. Chẳng hạn như chiếc xe Kia EV của ông vẫn đi đúng lộ trình, ngay cả khi phải di chuyển cả quãng đường dài. Tuy nhiên, một số chủ sở hữu dòng xe này đã không thể lường trước được sự sụt giảm mạnh hiệu suất của xe điện vào mùa đông. Rushit Bhimani, sống ở vùng ngoại ô phía bắc Detroit cho biết quãng đường di chuyển của chiếc Tesla Model Y giảm đi khoảng 30% khi thời tiết trở lạnh, từ công suất cho là 531km/lần sạc xuống còn 370km/ lần sạc.

Tác động khi thời tiết lạnh giá

Khoảng 3/4 lý do pin sạc xe điện nhanh giảm là do phải dành nhiều nhiệt giữ ấm cho người ngồi trong xe. Tuy nhiên, tốc độ và thậm chí cả việc lái xe trên cao tốc cũng là yếu tố then chốt. Một số tài xế đi quãng đường dài không sử dụng nhiều nhiệt giữ ấm cho nội thất trong xe có thể đi xa hơn, thậm chí họ chấp nhận ngồi trong xe có thể đeo găng tay hoặc ngồi ghế có lò sưởi để tiết kiệm năng lượng. Vì vậy, đây chính là lý do mà Na Uy năm nay đang giảm doanh số bán xe điện so với năm ngoái.

Ông Nils Soedal từ Liên đoàn ô tô Na Uy cho biết các vấn đề với xe điện không phải là vấn đề mới, miễn là người lái xe tính lên kế hoạch rõ ràng cho chuyến đi.

"Vấn đề lớn thực sự là phải có đủ các trạm sạc dọc đường và chúng cần duy trì hoạt động bình thường", ông Nils Soedal nói. Mỹ đã thực hiện các nghiên cứu giám sát 7.000 phương tiện từ xa và đã đạt được kết quả tương tự như thử nghiệm của Na Uy.

Về vấn đề pin, các loại ion lithium sử dụng ion đi qua chất điện phân lỏng và tạo ra điện. Các loại ion này sẽ di chuyển chậm hơn khi trời lạnh và không giải phóng nhiều năng lượng và điều này làm chậm quá trình sạc.

Các nhà khoa học đang nghiên cứu những thay đổi về hóa học để có thể giảm đi các ảnh hưởng của thời tiết lạnh giá. Neil Dasgupta, Phó giáo sư kỹ thuật cơ khí và khoa học vật liệu tại Đại học Michigan cho biết họ đang nỗ lực phát triển các thiết kế pin mới cho phép các ion di chuyển nhanh hơn hoặc cho phép sạc nhanh hơn khi trời lạnh. Ông hy vọng những cải tiến mới sẽ là giải pháp cho vấn đề sạc pin của xe điện trong vòng 2 năm tới.

"Thực sự đây là một cuộc chạy đua toàn cầu để tăng hiệu suất đối với pin của xe điện", ông Dasgupta nói thêm.