Thay pin và sạc nhanh, đâu là phương án hiệu quả cho xe điện?

Trước đây, xe điện chỉ đạt phạm vi tối đa là 113 km và mất rất nhiều thời gian để sạc đầy. Không chỉ vậy, xe điện thiếu tính năng sạc nhanh, đồng thời các trạm sạc công cộng cũng chưa xuất hiện.

Giải pháp thay pin (battery swap) ra đời nhằm khắc phục những hạn chế này.

Với phương pháp thay pin, một bộ pin đầy điện sẽ có thể được lắp lên xe chỉ trong vài phút. Đây là một biện pháp góp phần hạ giá xe điện (vì chúng thường được bán không kèm pin). Chủ nhân của những chiếc xe điện sẽ chỉ cần chi trả cho một gói dịch vụ pin. Better Place là công ty tiên phong trong việc khai thác loại hình dịch vụ này, nhưng đáng tiếc là họ đã không thể khiến chúng trở nên phổ biến.

Better Place từng bắt tay với Renault để thử nghiệm dịch vụ ở thị trường Israel và Đan Mạch. Tuy nhiên, các trạm thay pin quá đắt đỏ và công ty ở Israel gặp trở ngại khi kêu gọi các nhà đồng sản xuất. Đến năm 2012, công ty này bị thanh lý. Kể từ đó, “thay pin“ đã được ghi tên vào danh sách những công nghệ thất bại ê chề nhất trong thế kỷ XXI.

Dù sao thì ngày nay, thay pin vẫn được xem là một giải pháp tối ưu so với sạc pin. Đi ngược với tiêu chuẩn sạc nhanh đang phổ biến ở các nước phương Tây, NIO và Geely vẫn đẩy mạnh xu hướng thay pin tại thị trường Trung Quốc. Mạng lưới các trạm hoán đổi pin tự động phủ sóng khắp nơi. Chúng ta chỉ mất chưa đầy một phút để thực hiện thao tác thay pin và người lái thậm chí còn không cần phải xuống xe.

Được biết, quá trình thay pin diễn ra nhanh hơn so với việc đổ xăng cho một chiếc xe chạy động cơ đốt trong thông thường. Nhờ đó, xe điện được tối ưu hóa và trở nên vô cùng tiện lợi.

Tuy nhiên, trước khi đưa ra kết luận, có lẽ chúng ta cần phải đặt hai hình thức thay pin và sạc nhanh lên bàn cân để nhìn nhận một cách toàn diện hơn. Điều gì đã khiến Tesla từ bỏ dịch vụ thay pin vào năm 2013? Một số lý do hãng đưa ra bao gồm sự cồng kềnh của các trạm đổi pin và sự thờ ơ từ chính khách hàng.

Về mặt kỹ thuật, pin Lithium-ion được xem là thành phần phức tạp nhất và không thể thiếu trong cấu trúc xe điện. Cấu trúc này đòi hỏi một hệ thống quản lý nhiệt khá phức tạp để làm mát khi xe tăng tốc. Ngoài ra, pin Lithium-ion còn giúp giữ ấm xe trước khi cắm vào bộ sạc nhanh để đạt được hiệu suất tối đa. Do đó, dung dịch làm mát phải dịch chuyển liên tục từ pin đến động cơ. Cơ chế này khiến việc thay pin trở nên khó khăn hơn.

Bên cạnh đó, việc thay pin cũng đặt ra yêu cầu tiêu chuẩn hóa pin cho tất cả các dòng xe điện. Điều này mang đến thách thức lớn vì các hãng xe sẽ không dễ dàng chấp thuận. Chính NIO đã nhất quyết sản xuất những bộ pin riêng cho từng dòng xe của họ. Nếu điều này thành sự thật, chúng ta sẽ phải đối mặt với các vấn đề như: giới hạn sự lựa chọn cho nhà sản xuất, thiết kế xe bị rạp khuôn và đơn giản hơn, hiệu suất xe giảm, tuổi thọ pin không cao...

Trên thực tế, hiện nay, xe điện lẫn các trạm sạc nhanh dùng điện một chiều (direct current, DC) có tốc độ phát triển chóng mặt. Hầu hết các dòng xe điện sản xuất gần đây đều có phạm vi hoạt động tối thiểu 483 km, và mẫu Lucid Air thậm chí còn chạm mốc 837 km theo tiêu chuẩn EPA. Con số này vượt xa một hành trình lái xe thông thường.

Rõ ràng là công nghệ sạc nhanh đang mang lại sự tiện lợi cho người dùng, đặc biệt là khi chúng ta so sánh với sự phức tạp của việc thay pin. Thay pin đòi hỏi một lượng lớn pin xe điện được cung ứng vào thị trường. Đồng thời, phương pháp thay pin cũng gây phát sinh các vấn đề vận chuyển (qua lại giữa các trạm).

Tuy nhiên, thay pin hứa hẹn vẫn sẽ là phương án phù hợp hơn đối với các nhà cung cấp dịch vụ gọi xe hay các đội xe điện vận tải. Đặc thù công việc của các đối tượng này yêu cầu xe cần được nạp điện lâu nhất chỉ trong vài phút.