Vì sao pin xe điện 'sợ' trời nắng nóng?

So với ôtô sử dụng động cơ đốt trong (ICE), ôtô điện dễ bị tác động bởi thời tiết nắng nóng hơn. Phần lớn mối lo của ôtô điện đến từ hệ động lực, gồm motor điện và pin - các bộ phận sinh nhiệt nhiều nhất khi hoạt động. Vì sao pin xe điện “sợ” trời nắng nóng?

Bộ pin của xe điện cần được giữ ở khoảng nhiệt độ nhất định để cho hiệu suất tối ưu nhất. Ở thời kỳ đầu của xe điện, công nghệ làm mát pin chưa được chú trọng khi bộ phận này chủ yếu được giải nhiệt thụ động.

Tương tự các mẫu xe ICE, ôtô điện sử dụng luồng gió thổi vào xe khi chạy để giải nhiệt cho gói pin. Dù luồng gió đi qua cả mặt trên và dưới của pin, phương pháp làm mát này không thật sự hiệu quả và ảnh hưởng đến phạm vi hoạt động.

Thông thường, mức nhiệt độ này dao động trong khoảng 20-30 độ C và cụ thể là 21,5 độ C, theo GeoTab. Pin sẽ bắt đầu bị ảnh hưởng khi nhiệt độ vượt mốc 30 độ C và đến 35 độ C, phạm vi hoạt động tối đa của xe bị giảm đi 17%. Cứ mỗi 8 độ C tăng lên thì phạm vi di chuyển của xe sẽ giảm khoảng 20%, theo nghiên cứu của GeoTab.

Tương tự pin của các thiết bị công nghệ, pin xe điện có tuổi thọ nhất định quy đổi theo số lần sạc. GeoTab đã thực hiện nghiên cứu trên 6.000 xe điện và chỉ ra rằng xe điện ở vùng nhiệt đới có tuổi thọ pin kém hơn vùng ôn đới.

Nhiệt độ cao khiến phạm vi hoạt động của xe giảm, khiến số lần sạc tăng lên và pin nhanh bị chai hơn. Bên cạnh đó, nhiệt độ cao cũng ảnh hưởng trực tiếp đến các module pin bên trong.

Năm 2012, các chủ xe Nissan Leaf ở Arizona và California (Mỹ) đã đệ đơn kiện hãng xe Nhật Bản khi phạm vi hoạt động thực tế của xe khác với hãng công bố. Kết quả điều tra chỉ ra hệ thống làm mát thụ động trên xe không hoạt động hiệu quả trong thời tiết nóng tại 2 bang này và khiến pin bị chai.

Nhu cầu về xe điện tăng liên tục qua các năm đã thôi thúc các hãng xe tìm ra giải pháp cho pin. Công nghệ pin Lithium-ion hiện nay trên xe điện có thể hoạt động tốt ở nhiệt độ 15-45 độ C, cải thiện khoảng nhiệt đáng kể so với pin xe điện của thế hệ trước.

Không thể trông chờ vào việc làm mát bằng không khí, các hãng xe đã tạo ra bộ làm mát bằng chất lỏng cho pin, giảm nguy cơ bị quá nhiệt cho bộ phận này. Hệ thống làm mát chủ động sẽ giữ pin luôn ở mức nhiệt độ được cho là tối ưu nhất dù xe đã vận hành trong thời gian dài hoặc đang sạc. Bên cạnh đó, pin cũng được sạc nhanh hơn nếu được làm mát liên tục.

Hiệu suất và tuổi thọ của pin được đảm bảo tốt hơn nhờ hệ thống quản lý nhiệt (BTMS). Hệ thống này gồm bộ phận làm mát bằng không khí, làm mát bằng chất lỏng, vật liệu cách nhiệt, module dẫn nhiệt và ống dẫn nhiệt.

Nói cách khác, hệ thống quản lý nhiệt sẽ được kích hoạt khi xe khởi động. Trong quá trình vận hành, BTMS sẽ điều khiển quá trình giải nhiệt của các hệ thống làm mát, module… Gói pin còn tránh được sự biến đổi nhiệt độ bất thường từ bên ngoài thông qua vật liệu cách nhiệt.

Bên cạnh nhiệm vụ chính là làm mát, hệ thống quản lý nhiệt còn có thể giữ ấm pin nếu xe vận hành trong thời tiết lạnh dưới 15 độ C. Hệ thống này cũng giúp làm nóng pin trước khi xe vận hành để mang đến hiệu suất tốt nhất. Nhiệt độ quá thấp sẽ làm chậm các phản ứng bên trong pin, khiến dung lượng khả dụng giảm xuống.

Hệ thống quản lý nhiệt có thể giúp pin xe điện “cân” mọi thời tiết từ lạnh đến nắng nóng. Thực tế đã ghi nhận không ít trường hợp xe điện ngừng hoạt động, thậm chí là cháy nổ do pin bị quá nhiệt.

Hiện nay, nhiều hãng xe cố gắng "ép" pin tới điểm giới hạn cũng khiến bộ phận này trở nên mong manh hơn. Những trường hợp dẫn đến quá nhiệt gồm sạc nhanh dưới thời tiết nắng nóng hoặc vận hành, đỗ xe dưới nhiệt độ cao trong thời gian dài…

Nhìn chung, người dùng cần chú ý đến nhiệt độ của xe khi vận hành, tránh để nhiệt độ lên quá cao. Dừng đỗ xe ở nơi thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp cũng giảm nguy cơ gây hại đến các hệ thống điện trong xe, đặc biệt là pin.