 |
| Cấu trúc bộ pin dung lượng lớn giải thích tại sao xe điện nặng hơn hẳn xe xăng. |
Nếu cho một người sống ở thế kỷ 18 nhìn thấy một chiếc ô tô điện và một chiếc xe chạy xăng ngày nay, nhiều khả năng họ sẽ cho rằng xe dùng động cơ đốt trong nặng hơn. Xét cho cùng, một bên là phương tiện vận hành bằng xăng dầu, cháy nổ và hàng nghìn chi tiết cơ khí chuyển động, trong khi bên còn lại chỉ dùng điện giống như những thiết bị điện tử nhỏ gọn quen thuộc.
Thực tế lại hoàn toàn ngược lại. Phần lớn ô tô điện hiện nay đều nặng hơn đáng kể so với các mẫu xe động cơ đốt trong tương đương, chủ yếu vì bộ pin dung lượng lớn. Sau đây, chúng ta sẽ cùng khám phá lời giải cho vấn đề khối lượng xe điện và sự ảnh hưởng của nó mà có thể nhiều người dùng xe vẫn chưa biết.
Xe điện nặng hơn bao nhiêu?
 |
Pin trên xe điện thường được bố trí dưới sàn theo cấu trúc dạng “skateboard”, kéo dài gần như toàn bộ trục cơ sở. Những bộ pin lithium-ion này có thể nặng tới vài trăm kg, trở thành thành phần đóng góp lớn nhất vào khối lượng tổng thể của xe. Trong nhiều trường hợp, một mẫu EV có thể nặng hơn khoảng 400 – 500 kg so với phiên bản chạy xăng cùng phân khúc.
Một ví dụ điển hình là dòng sedan cỡ trung của BMW. Mẫu BMW 530i dùng động cơ 4 xi-lanh có khối lượng khoảng 1.833 kg, trong khi phiên bản thuần điện BMW i5 eDrive40 nặng khoảng 2.230 kg, chênh lệch gần 400 kg. Với các phiên bản dẫn động bốn bánh, mức chênh lệch có thể lên tới gần 500 kg.
Sự khác biệt càng rõ rệt hơn ở nhóm xe cỡ lớn. GMC Hummer EV có khối lượng vượt 4.080 kg, thuộc nhóm xe thương mại hạng nhẹ nặng nhất hiện nay. Trong khi đó, Rivian R1T cũng nặng khoảng 3.175 kg. Để so sánh, nhiều phiên bản của mẫu SUV chạy xăng Ford Expedition có khối lượng dao động khoảng 2.500-2.700 kg, vẫn nhẹ hơn đáng kể so với nhiều mẫu bán tải và SUV điện cỡ lớn hiện nay.
Vì sao pin xe điện lại nặng đến thế?
 |
Pin lithium-ion sử dụng nhiều vật liệu có mật độ cao như nickel, cobalt, mangan, đồng và sắt. Muốn tăng dung lượng pin đồng nghĩa với việc phải sử dụng thêm nhiều vật liệu hơn, kéo theo khối lượng tăng lên.
Ngoài ra, các hãng xe luôn chịu áp lực phải cải thiện phạm vi hoạt động nhằm giảm nỗi lo hết pin của người dùng. Để đạt quãng đường dài hơn, nhà sản xuất thường phải lắp pin lớn hơn. Tuy nhiên, pin càng lớn thì xe càng nặng, và bản thân khối lượng tăng thêm đó lại khiến xe tiêu thụ nhiều năng lượng hơn để vận hành.
Không chỉ riêng bộ pin, toàn bộ kết cấu xung quanh cũng phải được gia cố để đáp ứng tiêu chuẩn an toàn. Xe điện cần khung bảo vệ pin chắc chắn nhằm hạn chế nguy cơ hư hỏng hoặc cháy nổ khi va chạm. Hệ thống treo, hệ thống làm mát và nhiều chi tiết khác cũng phải thiết kế cứng vững hơn để chịu tải trọng lớn hơn.
 |
Trong khi các hãng xe đã tối ưu khung gầm và phân bổ trọng lượng khá tốt, cảm giác nặng vẫn thường xuất hiện khi phanh hoặc vào cua. Trọng tâm thấp giúp EV ổn định hơn, nhưng khối lượng lớn vẫn là yếu tố khó có thể che giấu hoàn toàn.
Lốp xe cũng là một yếu tố chịu ảnh hưởng rõ rệt. Một số nghiên cứu trong ngành, bao gồm báo cáo từ J.D. Power, cho thấy xe điện thường làm mòn lốp nhanh hơn xe chạy xăng tương đương. Nguyên nhân chủ yếu đến từ khối lượng lớn cùng mô-men xoắn tức thời rất cao của động cơ điện.Ngoài ra, cháy pin vẫn là chủ đề được quan tâm dù tỷ lệ xảy ra không cao. Các chuyên gia cứu hỏa cho biết đám cháy pin lithium-ion thường khó kiểm soát hơn cháy xe xăng thông thường do nguy cơ thoát nhiệt (thermal runaway) và tái bốc cháy.
Liệu xe điện có thể nhẹ hơn trong tương lai?
 |
Công nghệ pin hiện nay vẫn đang phát triển rất nhanh, trong đó pin thể rắn được xem là một trong những bước tiến quan trọng tiếp theo của ngành công nghiệp EV. So với pin lithium-ion, pin thể rắn được kỳ vọng có mật độ năng lượng cao hơn, sạc nhanh hơn và ổn định nhiệt tốt hơn, đồng thời giảm đáng kể kích thước và khối lượng.
Một ví dụ được nhắc tới gần đây là Donut Lab với mẫu pin thể rắn công bố mật độ năng lượng khoảng 400 Wh/kg. Nếu đạt được mức này trong sản xuất thực tế, bộ pin 100 kWh có thể chỉ nặng khoảng 250 kg, nhẹ hơn đáng kể so với nhiều bộ pin lithium-ion hiện nay.
Ở thời điểm hiện tại, ô tô điện vẫn nặng hơn đáng kể so với xe động cơ đốt trong cùng phân khúc. Bộ pin và toàn bộ hệ thống bảo vệ, làm mát đi kèm là nguyên nhân chính tạo ra phần khối lượng tăng thêm đó.
Trong tương lai, khi công nghệ pin tiếp tục cải thiện, EV có thể trở nên nhẹ hơn, hiệu quả hơn và giảm bớt áp lực lên lốp xe cũng như hạ tầng giao thông. Tuy nhiên, ở giai đoạn hiện nay, khối lượng vẫn là một trong những thách thức kỹ thuật lớn nhất của xe điện hiện đại.
Duy Thành
Copy link
