Nhiều nhà sản xuất “choáng váng” vì điều chưa từng biết về pin xe điện: Sau hàng chục năm vẫn dùng như mới, nếu biết bí quyết này dùng còn lâu hơn

Xe điện thường được cho là “tài sản sang tay” vô giá trị, vì những cục pin xe điện đắt đỏ sẽ cần phải thay thế sau vài năm. Ít nhất, đó là những gì mà một số bài viết hoặc thảo luận trên các diễn đàn đang nói trong những năm gần đây.

Tuy nhiên, trong khi giá xe điện cũ đang giảm mạnh, thì một số bằng chứng đang cho thấy pin của chúng có thể tồn tại lâu hơn thời hạn bảo hành tám năm mà hầu hết các loại xe đều có. Trên thực tế, chúng vẫn có thể sử dụng được ngay cả sau 20 năm, có khả năng mang lại cho xe điện tuổi thọ khả dụng lâu hơn nhiều loại xe chạy bằng nhiên liệu hóa thạch tương đương.

James Wallace, đồng sáng lập bộ phận thông tin pin Elysia của Fortescue, cho biết: “Người tiêu dùng rất quan tâm đến tình trạng pin mà bạn mua trong một chiếc xe cũ”.

Công ty của ông, trước đây là Williams Advanced Engineering trước khi Fortescue mua lại, đã phát triển phần mềm để tối ưu hóa hiệu suất pin trong các tình huống sử dụng nhiều năng lượng như đua xe thể thao (bao gồm cả Công thức E), khai thác mỏ và cho hãng sản xuất ô tô JLR. Wallace hy vọng công nghệ của Elysia sẽ được phổ biến rộng rãi, giúp “mang lại cho người tiêu dùng nhiều sự minh bạch hơn về pin cũ mà họ mua”.

Mọi người thường dựa trên kinh nghiệm của mình khi nghĩ đến tuổi thọ pin. Ví dụ, chúng ta hay liên tưởng tới điện thoại thông minh và thấy tuổi thọ pin của điện thoại bắt đầu giảm sau một vài năm. Vụ bê bối Batterygate của Apple có thể cũng không giúp ích gì cho ấn tượng về độ bền của pin lithium-ion.

Được chế tạo để bền lâu

Nhưng ngày càng có nhiều dấu hiệu cho thấy pin EV bền hơn nhiều so với pin trong điện thoại thông minh. Đầu tiên, người dùng không có xu hướng sạc xe điện của mình hàng ngày như điện thoại di động. Có thể chỉ sạc một lần một tuần hoặc ít hơn. Các nghiên cứu thực tế cho thấy điều này ảnh hưởng đến pin của ô tô điện như thế nào.

Công ty tư vấn P3 gần đây đã phân tích 7.000 xe điện trong đội xe, hợp tác với chuyên gia thử nghiệm pin của Áo là Aviloo. Báo cáo của họ cho thấy, ở mức trung bình, pin xe điện có 90% dung lượng sau 100.000 km lái xe và sau khi đi 300.000 km, chúng vẫn còn 87% kilowatt ban đầu.

Tương tự như vậy, dữ liệu từ công ty viễn thông Geotab cho thấy rằng tình trạng cạn kiệt pin thấp hơn nhiều so với dự đoán ban đầu theo thời gian. Trong khi nghiên cứu P3 dựa trên các phương tiện từ 3 đến 5 tuổi, lập bản đồ dung lượng pin còn lại so với quãng đường đã đi, thì phân tích của Geotab lại xem xét sự thay đổi theo năm. Charlotte Argue, giám đốc cấp cao về tính di động bền vững tại Geotab, cho biết: "Chúng tôi đã thực hiện một nghiên cứu vào năm 2019 và sau đó chúng tôi cũng thực hiện một nghiên cứu gần đây hơn. Nghiên cứu gần đây nhất là 11 mẫu xe và thương hiệu khác nhau. Nghiên cứu năm 2019 của chúng tôi bao gồm 23 mẫu xe khác nhau với nhiều thế hệ".

Trong cả hai báo cáo này, Geotab đều theo dõi trạng thái sạc và đo dòng năng lượng của xe đang sử dụng, đây cũng là cách tiếp cận mà P3 và Aviloo áp dụng. Argue cho biết: "Sử dụng dữ liệu đó, chúng tôi có thể ước tính tổng dung lượng pin trong suốt vòng đời của xe tại bất kỳ thời điểm nào. Với biểu đồ thời gian, chúng tôi bắt đầu xem xét xu hướng thay đổi của dung lượng pin. Trong nghiên cứu gần đây nhất, chúng tôi đã thống kê hơn 5.000 xe và nhiều chuyến đi".

Geotab thấy rằng tỷ lệ giảm hiệu năng trung bình chỉ là 1,8% mỗi năm. Trong nghiên cứu năm 2019 của Geotab, tỷ lệ này là 2,3% mỗi năm. Argue cho biết: "Nghiên cứu gần đây nhất này không có nhiều xe thế hệ đầu tiên, điều này cho chúng tôi biết rằng hệ thống quản lý pin đang ngày càng tốt hơn và pin có tuổi thọ dài hơn".

Nếu sự suy giảm hàng năm 1,8% này tiếp tục theo cách tuyến tính, sau 10 năm, một chiếc EV vẫn sẽ có 82% dung lượng pin, nhiều hơn nhiều so với mốc 70% mà hầu hết các loại pin được bảo hành sau tám năm.

Kể cả duy trì mức sụt giảm này thì sau 20 năm, chiếc xe vẫn sẽ có 64% dung lượng pin. Nếu một chiếc xe bắt đầu với phạm vi hoạt động được đánh giá là 300 dặm – khoảng 480km - theo WLTP (chu kỳ thử nghiệm tiêu chuẩn được sử dụng ở Châu Âu), thì nó có thể có phạm vi hoạt động là 192 dặm (~308km) sau 20 năm. Con số đó vẫn khá hữu ích và hiện nay có rất nhiều xe trên thị trường bắt đầu với phạm vi hoạt động của WLTP là hơn 300 dặm.

Tuổi thọ pin EV vẫn là dấu hỏi

Tất nhiên, tuổi thọ của pin vẫn là phỏng đoán, vì không có xe điện nào qua 20 năm tuổi, và thậm chí rất ít xe hơn 10 năm tuổi. Nhiều xe hơn 10 năm tuổi lại thiếu khả năng quản lý nhiệt giúp pin luôn trong tình trạng tốt nhất, vì vậy chúng có thể không phải là ví dụ điển hình để dự đoán đối với các xe điện hiện đại hơn.

Nhưng những chiếc xe BMW i3 từ một thập kỷ trước được cho là vẫn hoạt động tốt, và hầu hết vẫn cung cấp hơn 80% dung lượng ban đầu. BMW, công ty đã tiến hành các nghiên cứu riêng của mình, đã xác nhận rằng pin i3 đã dùng được lâu hơn đáng kể so với dự kiến của công ty.

Vào năm 2023, BMW UK đã mua chiếc i3 lâu đời nhất mà công ty có thể tìm thấy trong mạng lưới xe đã qua sử dụng được chấp thuận để thử nghiệm. Đó là mẫu xe BEV năm 2013 được trang bị pin 22,6 kWh, được lựa chọn hoàn toàn dựa trên độ tuổi. Chiếc xe có dung lượng pin 83% sau gần 10 năm lăn bánh trên đường.

Theo kết quả Plug In America do Nimblefins báo cáo, các xe Tesla Model S từ năm 2013 cho thấy dung lượng tương tự. Tesla thậm chí còn có một chiếc Model S 2015 tại Anh với hơn 250.000 dặm (tương đương 402.000km) trên đồng hồ, với cùng một loại pin và còn khoảng 86% dung lượng ban đầu.

Tuy nhiên, Argue khuyên người tiêu dùng vẫn nên thận trọng: "Chúng ta không thể dự đoán tương lai. Cho đến nay, con số này là 1,8% mỗi năm. Có một lập luận rằng có thể có cái mà chúng ta gọi là đường cong sụt giảm ở phía cuối vòng đời của xe, khi pin bắt đầu xuống cấp nhanh hơn so với hầu hết thời gian sử dụng. Chúng tôi chưa quan sát đủ số lượng xe chạm mốc đó để có thể dự đoán hoặc phân tích khi nào điều đó sẽ xảy ra. Tất cả những gì chúng tôi có thể nói ngay bây giờ là nếu nó tiếp tục xuống cấp ở tốc độ trung bình mà chúng ta đang thấy, những loại pin này sẽ tồn tại được 20 năm hoặc hơn".

“Chúng tôi thấy sự khác biệt giữa các loại xe và mẫu xe khác nhau”, Argue tiếp tục. Ngoài ra còn có những yếu tố khác. “Cho đến nay, chúng tôi chưa thấy tác động đáng kể nào từ quãng đường dài đến tỷ lệ xuống cấp, vì vậy bạn không nên ngại sử dụng xe điện của mình”. Phát hiện này tương đồng với nghiên cứu của P3.

“Nhưng chúng tôi đã thấy mối tương quan với tần suất sạc nhanh DC”, Argue cảnh báo. “Những chiếc xe thường xuyên sạc nhanh có tỷ lệ xuống cấp đáng kể”.

Thời tiết nóng cũng là một yếu tố ảnh hưởng đến độ bền. “Trường hợp xấu nhất là gấp ba lần đối với một mẫu xe cụ thể được lái trong điều kiện khí hậu nóng và sử dụng sạc nhanh thường xuyên”, Argue nói. “Điều này có nghĩa là mất 5,4% dung lượng pin mỗi năm. Tuy nhiên, những chiếc xe tốt nhất trung bình chỉ bị xuống cấp 1% mỗi năm. Đây chắc chắn là một xu hướng tích cực mà chúng tôi đang thấy”.

“Khi thị trường xe điện bắt đầu, đã có một mối lo ngại lớn xung quanh các yếu tố có thể dẫn đến tình trạng xuống cấp pin gia tăng”, Neil Cawse, Giám đốc điều hành của Geotab cho biết. “Ví dụ, xả pin hoàn toàn, sạc trong thời tiết lạnh so với thời tiết ấm, sử dụng sạc tốc độ cao so với sạc tốc độ thấp. Nhưng công nghệ pin đã trở nên tốt hơn nhiều, đặc biệt là xung quanh các hệ thống quản lý—ví dụ, đảm bảo rằng các cell lithium-ion sạc đúng cách khi lạnh.”

Hiệu suất pin tốt hơn này có thể cung cấp thời gian bảo hành dài hơn cho dung lượng còn lại. Toyota đã cung cấp chế độ bảo hành 10 năm cho pin EV của mình và MG đã thử nghiệm chế độ bảo hành trọn đời tại Thái Lan. Wallace cho biết: "Bạn vẫn thường có chế độ bảo hành hứa hẹn dung lượng pin còn 70% sau tám năm, nhưng mức độ xuống cấp mà chúng ta thấy ở những loại pin đó ít hơn nhiều".

Xe điện vẫn có thể tốt sau 20 năm

Tuy nhiên, nghiên cứu cho đến nay dựa trên cách hệ thống của xe báo cáo tình trạng sức khỏe của pin. Wallace cho biết: "Tôi sẽ xem xét tất cả những giá trị đó với một chút nghi ngờ. Tình trạng pin được báo cáo trên bảng điều khiển mà khách hàng nhìn thấy thường khác đáng kể so với tình trạng thực tế của pin đó". Theo báo cáo do Elysia công bố vào năm 2023, tình trạng thực sự của pin có thể khác tới 9% so với những gì được báo cáo.

Một vấn đề khác là bộ đệm mà các nhà sản xuất để lại trong pin của họ, đó là sự khác biệt giữa dung lượng ròng và tổng tính bằng kWh. Wallace cho biết: "Các OEM đang sản xuất quá mức những loại pin này".

Tuy nhiên, Argue giải thích rằng: "Phải có một số bộ đệm an toàn, vì những gì chúng ta biết từ khoa học về pin là nếu pin đầy hoàn toàn hoặc cạn hoàn toàn trong thời gian dài, điều đó sẽ gây ra nhiều áp lực hơn. Có bộ đệm sẽ bảo vệ pin khỏi bị xuống cấp".

Wallace cho rằng bộ đệm này là quá bảo thủ, vì pin EV có mức xuống cấp thấp. Ông cho biết: "Chúng không cần quá nhiều dung lượng dư thừa. Bộ đệm nhỏ hơn có nghĩa là pin nhỏ hơn, giúp giảm chi phí cho EV". Vấn đề là, Wallace tin rằng nhiều nhà sản xuất ô tô truyền thống vẫn chưa có dữ liệu cần thiết về pin của riêng họ để thực hiện bước này.

Tuy nhiên, nếu pin tiếp tục tồn tại như các nghiên cứu từ P3 và Geotab chỉ ra, thì EV có thể ở trong tình trạng tốt hơn so với các loại xe sử dụng động cơ đốt trong có cùng quãng đường và độ tuổi.

Một chiếc xe điện 10 năm tuổi có thể gần như mới, và một chiếc xe 20 năm tuổi vẫn có thể sử dụng được. Điều này có thể là một sự gián đoạn nữa đối với ngành công nghiệp ô tô vốn phụ thuộc vào những chiếc xe thường sẽ bị đưa đến bãi phế liệu sau 15 năm.

Tham khảo Wired