Theo Technode Global, tờ báo về công nghệ của Singapore, pin lithium-ion được đánh giá an toàn là nhờ các công nghệ đột phá được ứng dụng trong sản xuất pin xe điện.
Những công nghệ mới trên pin xe điện, đặc biệt là các cải tiến về khả năng chống cháy, là yếu tố chủ lực của cuộc cách mạng xanh. Những đột phá công nghệ này không chỉ giải quyết các vấn đề về pin mà còn giúp xe điện an toàn hơn cũng như có lợi hơn cho môi trường.
Hệ thống quản lý pin tiên tiến có khả năng can thiệp “ngay tức thì”
Hệ thống quản lý pin tiên tiến (BMS) đóng vai trò quan trọng góp phần nâng cao độ an toàn của pin xe điện, có nhiệm vụ quản lý và theo dõi tình trạng pin. BMS hiện nay sử dụng nhiều loại cảm biến và thuật toán để giữ cho pin hoạt động trong giới hạn an toàn.
Theo đó, nhiệt độ pin được theo dõi thường xuyên bằng cảm biến nhiệt để đảm bảo luôn nằm trong giới hạn an toàn. Nếu bắt đầu có dấu hiệu tăng nhiệt đáng kể, BMS sẽ can thiệp bằng cách giảm tốc độ sạc hoặc thậm chí ngắt kết nối ngay lập tức để tránh hiện tượng quá nhiệt.
Bên cạnh đó, mức điện áp của pin được theo dõi thông qua cảm biến điện áp, có thể báo hiệu các sự cố tiềm ẩn. Nếu điện áp không ổn định hoặc vượt quá giới hạn cho phép, BMS cũng sẽ nhanh chóng can thiệp để đảm bảo an toàn.
Hệ thống pin trên xe điện. (Ảnh: Technode Global)
Cân bằng tế bào pin (cell pin) giảm nguy cơ quá nhiệt
Một nhiệm vụ quan trọng khác trong quản lý pin là cân bằng cell pin, hay còn gọi là tế bào pin. Thông thường, các cell pin riêng lẻ trong pack pin lithium-ion có thể không đồng đều về dung lượng và đặc tính. Điều này có thể dẫn tới hiện tượng sạc và xả không đều qua thời gian, làm tăng nguy cơ quá nhiệt.
Tuy nhiên, vấn đề này đã được giải quyết ở các hệ thống BMS hiện đại nhờ sử dụng các quy trình cân bằng cell pin, giúp duy trì hiệu suất đồng đều trên tất cả các tế bào, giảm khả năng có một cell pin không ổn định hoặc bị quá nhiệt.
Công nghệ quản lý nhiệt làm mát pin trong mọi điều kiện
Nhằm hạn chế hiện tượng quá nhiệt, các nhà sản xuất xe điện đã và đang đầu tư vào các công nghệ quản lý nhiệt nâng cao có thể đảm bảo mức nhiệt lý tưởng cho pin trong mọi trường hợp.
Hệ thống làm mát bằng chất lỏng được sử dụng khá phổ biến trên nhiều xe điện hiện nay. Hệ thống này sử dụng mạng lưới đường ống chứa nước hoặc dung dịch làm mát để tản nhiệt sinh ra trong quá trình sạc và xả. Một số xe điện thậm chí còn có tính năng làm mát chủ động với quạt hoặc máy bơm giúp kiểm soát nhiệt độ hiệu quả hơn.
Không giống như xe xăng thông thường, xe điện có “vũ khí” là hệ thống quản lý nhiệt tinh vi, vỏ pin bền chắc và tuân thủ các quy định an toàn nghiêm ngặt, nhờ đó giảm đáng kể nguy cơ hỏa hoạn, đặc biệt là ở các gara tầng hầm.
Các vật liệu mới có khả năng chống chịu nhiệt độ cao
Các vật liệu sử dụng trong sản xuất pin cũng đã có nhiều cải tiến nhằm nâng cao mức độ an toàn. Các nhà nghiên cứu đã tìm ra các vật liệu điện cực mới có tính ổn định hơn ở nhiệt độ cao và ít bị ảnh hưởng bởi sự thoát nhiệt. Ví dụ, cực dương làm bằng silicon đang được xem như một giải pháp thay thế cho loại làm bằng than chì truyền thống, nhờ đó pin có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn.
Pin xe điện thế hệ mới được đánh giá là có khả năng chống cháy nổ gần như tuyệt đối.
Vỏ pin chống cháy và hệ thống an toàn chuyên dụng
Ngoài các tính năng an toàn chủ động, các nhà sản xuất xe điện cũng đang tích hợp các giải pháp bổ trợ như vỏ pin có khả năng chống cháy và hệ thống an toàn chuyên dụng có thể cô lập một cell pin bị hỏng hoặc quá nóng.
Thậm chí trong trường hợp xảy ra va chạm hoặc hư hỏng bên ngoài, các cảm biến và hệ thống an toàn có thể nhanh chóng ngắt kết nối và “cách ly” phần bị ảnh hưởng để tránh gây hỏng hóc nghiêm trọng. Điều này không chỉ đảm bảo an toàn cho người ngồi trên xe mà còn giảm thiểu nguy cơ cháy lan rộng nếu xảy ra hỏa hoạn.
Pin xe điện đáp ứng các quy định an toàn nghiêm ngặt
Để đảm bảo an toàn cho pin xe điện, các chính phủ và cơ quan quản lý đã thiết lập các hệ thống kiểm tra và chứng nhận nghiêm ngặt. Theo đó, các nhà sản xuất xe điện phải tuân thủ các tiêu chuẩn cụ thể của từng thị trường, bao gồm nhiều khía cạnh từ hiệu suất, mức độ an toàn đến độ bền của pin.
Điển hình như Quy định kỹ thuật toàn cầu của Liên Hợp Quốc về an toàn xe điện đề ra các tiêu chí an toàn cho xe điện, trong đó bao gồm cả an toàn về pin. Việc tuân thủ các quy định này nhằm đảm bảo sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt, từ đó giảm nguy cơ xảy ra sự cố liên quan đến pin.
Sự phát triển của công nghệ pin ô tô điện luôn song hành với tiêu chí đặt an toàn lên hàng đầu, đặc biệt là giảm thiểu nguy cơ cháy nổ. Công nghệ và thiết kế pin xe điện hiện nay đã có những đột phá vượt bậc giúp mang lại hành trình an toàn hơn cho mọi người.
Thực tế là các vụ cháy pin xe điện rất hiếm khi xảy ra. Chính những nỗ lực cải tiến công nghệ an toàn và các tiêu chuẩn quản lý nghiêm ngặt đã chứng minh cho mức độ an toàn của xe điện cũng như tạo dựng niềm tin trong cộng đồng đối với loại phương tiện mới này.
Những tiến bộ công nghệ sẽ đóng vai trò then chốt nhằm thúc đẩy sự đón nhận của công chúng. Chắc chắn tương lai của công nghệ pin xe điện không chỉ ở việc mở rộng phạm vi hoạt động và nâng cao hiệu suất mà còn hơn thế nữa.
Hiện nay trên thế giới, nhiều tòa nhà cao tầng, dù là văn phòng hay chung cư, đều đã bố trí khuôn viên dành cho sạc xe điện theo quy định. Điển hình như tại Nhật Bản, Chính phủ đã có các chính sách nới lỏng quy định về xây dựng trạm sạc nhanh cho ô tô điện nhằm kiện toàn hạ tầng trạm sạc, đáp ứng cho nhu cầu ngày càng tăng. Mục tiêu đến năm 2030, Nhật Bản sẽ lắp đặt 150.000 trạm sạc trên toàn quốc, trong đó có 30.000 trạm sạc nhanh.