Kiến trúc 800V mở ra tương lai tươi sáng cho xe điện

Muốn chiếm được ưu thế trên thị trường, xe điện cần thuyết phục khách hàng rằng chúng tối ưu hơn so với xe chạy động cơ đốt trong. Vấn đề lớn nhất mà xe điện cần khắc phục là phạm vi hoạt động.

1. Bài toán phạm vi hoạt động của xe điện

Có hai phương án phổ biến để các nhà sản xuất nâng cao phạm vi hoạt động của xe điện. Thứ nhất, nhiều nhà sản xuất chọn cách lắp đặt các khối pin lớn hơn. Tuy nhiên, việc này chỉ làm cho xe trở nên nặng nề hơn và cũng nâng chi phí lên cao.

Phương án thứ hai là rút ngắn thời gian sạc. Nếu thời gian sạc đủ ngắn và các trạm sạc nhanh một chiều (DC) có mật độ dày đặc hơn, việc nạp năng lượng cho xe điện sẽ chẳng khác gì việc đổ xăng cho xe chạy động cơ đốt trong. Khi đó, chẳng còn ai phải lo lắng về phạm vi hoạt động của xe điện nữa.

Giảm thời gian sạc có vẻ là phương án được ưa chuộng hơn. Hầu hết các hãng xe đều đầu tư nghiên cứu và phát triển công nghệ sạc nhanh. Hướng đi chung của các nhà khoa học là cải tiến công nghệ pin hoặc ứng dụng kỹ thuật sạc lượng tử.

Trong khi đó, kiến trúc điện 800V mang đến cơ hội thực hiện cả hai phương án trên cùng một lúc. Phần lớn xe điện (bao gồm cả Tesla) đều sử dụng kiến trúc điện 400V. Riêng Porsche đã gây ấn tượng khi trang bị kiến trúc điện 800V cho Taycan.

Tại thời điểm ra mắt, phạm vi hoạt động của Taycan là không mấy nổi bật, nhưng việc tối ưu hóa kiến trúc điện 800V đã mang đến khả năng sạc nhanh cho mẫu xe này. Porsche lấy cảm hứng từ chiếc xe đua LMP-1 của hãng để mang đến công nghệ điện áp cao cho xe thể thao thông thường.

2. Ưu điểm của kiến trúc điện 800V

Trước khi đi sâu vào tìm hiểu kiến trúc điện 800V, chúng ta sẽ tìm hiểu sơ lược về kiến trúc điện 400V đang được hầu hết các nhà sản xuất xe điện tin dùng. Sự ra đời của kiến trúc điện 400V gắn liền với mẫu xe hybrid đầu tiên được sản xuất hàng loạt – Toyota Prius.

Là tiêu chuẩn chung cho các dòng xe điện khác, động cơ điện và pin của Prius sử dụng hệ thống 400V. Hệ thống này cũng tương thích với cơ sở hạ tầng điện hiện có.

Tuy nhiên, việc chuyển đổi sang điện áp cao thật sự mang đến bước nhảy vọt cho mảng xe điện. Lucid đã chứng minh điều đó khi mang lên dòng Air hệ thống điện 924V, giúp chiếc xe này đạt phạm vi hoạt động là 837 km.

Điện áp cao cho phép cung cấp cùng một lượng điện năng với dòng điện thấp hơn, từ đó giảm thiểu tổn thất nhiệt trong hệ thống điện. Đồng thời, dòng điện thấp có thể sử dụng dây điện mỏng hơn. Lượng dây đồng giảm đi kéo theo trọng lượng xe nhẹ hơn.

Chưa dừng lại ở đó, điện áp cao hơn mang đến khả năng sạc nhanh hơn. Lý do là bởi vì dòng điện thấp hơn sẽ giúp giảm nhiệt trong cáp sạc và các phần cứng có liên quan. Tốc độ sạc nhanh hơn cho phép phục hồi năng lượng hiệu quả hơn trong quá trình phanh. Vì lúc này, năng lượng tỏa ra sẽ quay ngược trở lại vào pin và ít đi ra không khí dưới dạng nhiệt.

3. Hiện tại và tương lai của kiến trúc điện 800V

Hiện tại, ngoài Porsche Taycan và các mẫu xe khác được xây dựng trên nền tảng tương tự (như Audi e-tron GT), chỉ có Lucid Air, Hyundai Ioniq 5 và Kia EV6 là sử dụng kiến trúc 800V.

Hyundai đã chứng minh rằng điện áp cao vẫn có thể được ứng dụng cho những mẫu xe tầm trung mà không làm tăng giá bán. Hyundai Ioniq 5 và Kia EV6 chỉ mất 5 phút sạc để đi thêm 108 km khi được kết nối với bộ sạc nhanh DC 350 kW.

Rào cản lớn nhất đối với việc ứng dụng kiến trúc điện 800V đến từ các trạm sạc – hiện có rất ít trạm cung cấp sạc 800V. Mặc dù một chiếc xe 800V vẫn có thể sạc tại các trạm 400V nhưng chúng không thể có tốc độ sạc nhanh chóng.

Dù tình hình hiện tại có vẻ không mấy khả quan nhưng tương lai của kiến trúc điện 800V là vô cùng tươi sáng. Rivian và General Motors đã tuyên bố sẽ ứng dụng điện áp cao cho các mẫu xe sắp tới. Đại diện cho khu vực châu Âu trong cuộc đua này là Volvo và Stellantis. Các nhà sản xuất Trung Quốc như XPeng, Nio, Li Auto và BYD cũng sẽ nhập cuộc.