Mô hình đổi pin nhanh có phải tương lai của ô tô điện?

Ý tưởng cũ làm mới bằng công nghệ hiện đại

Từ năm 1910 tại Mỹ, General Electric đã từng triển khai mô hình đổi pin trên xe tải điện GeVeCo.

Mỗi xe được trang bị pin Hartford Electric cho thuê và có thể thay nhanh khi cạn. Trong 14 năm, các xe này đã đi được tổng cộng gần 10 triệu km.

Trạm đổi pin của Nio tại Trung Quốc (Ảnh: Getty).

Ngành công nghiệp xe nâng từ những năm 1940 cũng áp dụng hoán đổi pin, và đến năm 2007, công ty khởi nghiệp Better Place của Israel từng có ý định hồi sinh ý tưởng này cho xe du lịch.

Tuy nhiên, khi đó thị trường còn quá non trẻ, thiếu sự hợp tác giữa các nhà sản xuất pin và ô tô, nên dự án thất bại.

Đến hiện tại, các nhà sản xuất Trung Quốc bắt đầu trở lại với ý tưởng đổi pin nhanh cho xe điện, mà đi đầu đang là Nio và CATL, trang Autoblog đưa tin.

Nio, hãng xe điện Trung Quốc ra đời năm 2014, chọn hoán đổi pin làm điểm khác biệt.

Hãng xây hơn 3.200 trạm hoán đổi trên toàn quốc, tương tự cách Tesla phát triển mạng lưới trạm sạc Supercharger.

Trong quá trình phát triển, Nio đã 3 lần cải tiến thiết kế pin và trạm. Mẫu xe mới nhất là Firefly EV dùng loại pin có thể thay nhanh, được phát triển cùng tập đoàn sản xuất pin CATL và nhiều đối tác.

Một ví dụ khác là Changan, vừa triển khai 1.000 xe taxi Oshan 520 tại Trùng Khánh, sử dụng loại pin hoán đổi tương tự tại 50 trạm hoán đổi CATL, dự kiến hoàn thành trong năm 2025.

Các phương tiện dịch vụ như taxi, xe giao hàng sẽ nhận được nhiều lợi ích khi dùng pin có thể thay nhanh.

Đổi pin nhanh như đổ xăng

CATL từng triển khai loại pin nhỏ 25kWh dạng khối như thanh sôcôla, có thể dùng đơn lẻ hoặc kết hợp 2 - 3 khối cho một xe.

Dòng pin “Choco-SEB” (Swapping Electric Block) vẫn đang được dùng cho xe tải, còn xe du lịch đã có 2 kích cỡ pin chuẩn, gồm cả pin LFP hoặc NMC.

Loại pin ô tô điện dạng thanh do CATL sản xuất.

Trạm hoán đổi của Nio hay CATL chỉ cần diện tích tương đương 3 chỗ đậu xe thông thường. Xe lái lên một sàn nâng, pin cũ được tháo xuống, pin mới lắp lên từ dưới sàn.

Mỗi trạm chứa khoảng 24 - 30 viên pin luôn sạc sẵn đến hơn 90%, sạc ở mức vừa phải (tối đa 100kW) để duy trì tuổi thọ pin.

Trạm của Nio được thiết kế dạng module, có thể lắp ráp và đưa vào hoạt động chỉ trong 4 - 5 tiếng đồng hồ.

Nio sở hữu phần lớn hệ thống trạm, nhưng hiện đã mở cho các nhà đầu tư hoặc chính quyền địa phương tham gia, chia sẻ doanh thu từ dịch vụ và cung cấp năng lượng trở lại cho lưới điện.

Nio cho biết đã bán hơn 700.000 xe, 80% trong đó vẫn đang lưu hành. Hệ thống hiện có lượng pin dự phòng khoảng 6 - 7% so với tổng số xe.

Trước những dịp cao điểm như tết Nguyên đán, hãng còn khuyến khích người dùng không đi xa hoán đổi xuống pin nhỏ, để dành pin dung lượng lớn cho người cần di chuyển quãng dài.

Từ hệ thống định vị trong xe, người dùng có thể lên lộ trình, đặt trước thời gian hoán đổi tại trạm, pin sẽ được chuẩn bị sẵn.

Nhiệt độ pin trên xe được gửi đến trạm và pin mới sẽ được điều chỉnh nhiệt độ tương thích để tránh sốc nhiệt.

Khi thay pin, trạm sẽ nâng xe lên, tháo 10 bu-lông, lắp pin mới, siết bu-lông và hạ xe. Toàn bộ quá trình mất chưa đầy 3 phút.

CATL thậm chí còn công bố có thể hoán đổi pin cho xe tải chỉ trong 100 giây.

Ngoài tiết kiệm thời gian, mô hình đổi pin còn có những ưu điểm như chỉ cần thuê mà không phải mua pin, giúp tiết kiệm khoản tiền lớn khi mua xe; linh hoạt trong việc dùng pin nhỏ giá rẻ khi chạy quãng ngắn và pin lớn khi đi xa.

Khi dùng chung một chuẩn pin, các hãng có thể cắt giảm chi phí R&D, thử nghiệm an toàn, bảo hành... Pin có thể được nâng cấp công nghệ theo thời gian mà không cần thay cả xe.

Mặt khác, trạm hoán đổi có tốc độ sạc pin chậm, ít tạo áp lực lên lưới điện, có thể tích điện vào ban đêm hoặc tận dụng năng lượng mặt trời, gió. Chi phí đầu tư cũng thấp hơn rất nhiều so với hệ thống sạc nhanh công suất lớn.

Pin sạc chậm và chỉ đến 90% sẽ bền hơn. Mỗi viên pin đều được theo dõi từ xa, giúp kịp thời thay thế cell hỏng, tái sử dụng vào mục đích khác khi xuống cấp dưới 80%.

Cùng đó, dùng pin nhỏ cho đi lại hằng ngày còn giúp xe nhẹ hơn, giảm tiêu thụ năng lượng, mòn lốp và hao phanh.

Chí Vũ