Nhiều người lo lắng về độ bền của các cục pin xe điện. Ngay cả với những người mua tiềm năng, đây vẫn là một trong những vấn đề đầu tiên được đề cập: Liệu cục pin có bền không?

Để trả lời câu hỏi này, có thể nói ngày càng có nhiều dữ liệu cho thấy rằng các cục pin truyền động hiện đại của xe điện không hỏng hóc ở mức đáng kể.

Nghiên cứu của Recurrent Motors Inc., công ty phân tích pin ở Seattle (Mỹ), hoàn tất vào tháng 3-2024 cho thấy nhìn chung pin xe điện rất bền.

Dữ liệu thu được cho thấy hầu hết xe điện chạy tới gần 160.000km mà vẫn đảm bảo phạm vi hoạt động tối thiểu 90% so với lúc mới mua. Ước tính pin xe điện có tuổi thọ 10-20 năm mới phải thay.

Nhìn chung người dùng không cần phải lo lắng về pin xe điện. Chính những bình ắc quy 12V mới là vấn đề cần quan tâm, bởi đây mới là thứ có thể dễ dàng khiến xe "chết máy".

"Thủ phạm chính" khiến xe chết máy

Những người lái xe sử dụng động cơ đốt trong biết rõ về rủi ro này. Các xe hơi truyền thống sử dụng bình 12V để khởi động xe và cung cấp điện cho các hệ thống điện tử. Nhiều người quá mải nghĩ đến cục pin chính khổng lồ mà quên rằng xe điện cũng cần trang bị "cổ lỗ" này.

Lý do xe điện cần bình 12V tương tự xe xăng dầu. Bình 12V được sử dụng để bật hệ thống nguồn chính, cung cấp điện cho các hệ thống điện tử như hệ thống giải trí và vận hành các nhiệm vụ nền như kết nối di động.

Giống như trên một chiếc xe sử dụng động cơ đốt trong, nếu bình 12V hết điện, chiếc xe sẽ không nhúc nhích, ngay cả khi cục pin chính ở mức 100%.

"Tôi nghĩ có một số hiểu lầm. Mọi người thường nghĩ xe điện có một cục pin khổng lồ di động. Pin đó còn dung lượng là chẳng phải lo gì cả. Nhưng thực tế không phải như vậy", Steven Elek, chuyên gia phân tích dữ liệu ô tô cấp cao tại Consumer Reports, nói với InsideEVs.

Hyundai, Kia và Genesis từng phải thu hồi xe điện do vấn đề với hệ thống bình ắc quy 12V. Rivian đã phải thiết kế lại bình 12V khi phát triển thế hệ thứ hai mẫu R1.

Tại sao bình ắc quy 12V trên xe hay có vấn đề?

Để hiểu về những vấn đề này, phải hiểu cách xe điện sạc và sử dụng bình ắc quy 12V. Thông thường, xe điện sử dụng một bộ chuyển đổi DC-to-DC. Hệ thống này giảm điện áp, thường ở mức 300-900V của bộ pin chính xuống mức 14V để sạc bình ắc quy 12V.

Có hai chiến lược quản lý năng lượng cơ bản. Hầu hết các công ty sử dụng một cách tiếp cận đơn giản: Khi xe nổ máy, hệ thống điện áp cao (HV) sẽ sạc cho bình ắc quy 12V điện áp thấp (LV). Khi xe tắt máy, nhu cầu về điện năng rất ít, bình ắc quy 12V vẫn có thể duy trì năng lượng trong vài tuần mà không cần nổ máy. 

Đó là cách hệ thống này hoạt động trong một xe sử dụng động cơ đốt trong. Vì lý do an toàn, nhiều nhà sản xuất không muốn kích hoạt pin HV mà nếu tài xế không chủ động kích hoạt.

Một số thiết kế khác sử dụng nhiều năng lượng hơn ngay cả khi tắt máy. Do đó chúng tự động kích hoạt pin HV để sạc lại bình ắc quy 12V khi cần.

Rivian từng áp dụng cách thứ hai trên dòng R1S và R1T đời đầu, dẫn đến hiện tượng "rò điện thụ động". 

Các tính năng kết nối và tính năng an ninh thường làm cạn kiệt bình 12V. Khi điều đó xảy ra, toàn bộ hệ thống HV "tỉnh dậy" để nuôi bình 12V, cứ như vậy dẫn đến việc pin chính bị rút cạn, làm giảm tuổi thọ pin.

Trên các diễn đàn, rất nhiều chủ xe Rivian cho biết xe của họ đã bị mất một lượng pin đáng kể chỉ bằng việc đứng yên. Volkswagen có vấn đề với bình ắc quy 12V của mẫu xe điện ID.3. Chevrolet "đau đầu" với bình ắc quy 12V trên xe Bolt. Ngay cả Toyota cũng gặp phải vấn đề này trên bZ4X.

Hyundai, Kia và Genesis gặp một vấn đề khác. Bộ điều khiển sạc tích hợp (ICCU) trong các xe có thể bị hỏng do quá áp, khiến bình ắc quy 12V không thể sạc lại. Khi đó xe sẽ dần "mất điện", dẫn đến nguy cơ tai nạn.

Liệu đây có phải vấn đề khó khắc phục?

Mọi thứ sẽ dần cải thiện theo thời gian. Mặc dù các mẫu xe Tesla và GM cũ hơn đôi khi gặp vấn đề với bình 12V, nhưng các mẫu mới hơn đã ổn. Rivian mới dường như đã giải quyết vấn đề bằng cách sạc nhỏ giọt để duy trì năng lượng cho bình 12V mà không cần kích hoạt toàn bộ xe.

Có thể thấy, vấn đề không nằm ở chiếc xe điện, mà là cấu trúc mới. Không có gì sai với một hệ thống sạc DC-to-DC. Nhưng ngày nay, bình 12V đang phải làm nhiều việc hơn, duy trì hoạt động cho màn hình, cảm biến, đèn đến việc khởi động từ xa qua ứng dụng di động.

"Đó là vấn đề chung trong toàn ngành công nghiệp mà bộ pin nho nhỏ gánh trọng trách lớn", Frank Hanley, giám đốc cấp cao về đánh giá ô tô tại J.D. Power, nói với InsideEVs.

Tin tốt là các hãng có giải pháp. Một số đang chuyển sang hệ thống pin kép hoặc sử dụng bình 48V, như Tesla Cybertruck.

Ngoài ra nhiều hãng đang sử dụng pin chu kỳ sâu (deep-cycle) phù hợp hơn với xe điện. Loại pin này có thể không xử lý tốt nhu cầu điện áp cao khi khởi động động cơ đốt trong, nhưng chịu được việc bị rút cạn liên tục.

"Đó là một quá trình học hỏi. Mỗi khi giới thiệu công nghệ và tính năng mới, mất một thời gian để hoàn thiện", Hanley nói.

Toyota phát triển pin mới cho phép xe điện chạy từ Hà Nội đến Nha Trang mới cần sạc

Công nghệ pin thể rắn mới của Toyota hứa hẹn tăng gấp đôi mật độ năng lượng so với pin lithium-ion hiện tại. Đột phá này mở ra tiềm năng tăng phạm vi hoạt động của xe điện lên tới 1.200km.