Tương lai xe điện: Thiết kế pin để tăng cường sức mạnh cho xe, mở rộng phạm vi hoạt động

Khôi Nguyên

Các nhà sản xuất ô tô và nhà sản xuất pin trên thế giới đang chạy đua để phát triển các loại pin xe điện mới có thể gia cố cấu trúc thân xe và mở ra cánh cửa đột phá trong phạm vi lái xe.

Tương lai xe điện: Thiết kế pin để tăng cường sức mạnh cho xe, mở rộng phạm vi hoạt động - Ảnh 1

Công nghệ pin cấu trúc đang ở giai đoạn sơ khai và các nhà sản xuất vẫn chưa quyết định cách tiếp cận tiêu chuẩn. Một khái niệm hiện được quan tâm được gọi là cell-to-pack hoặc CTP, giúp tiết kiệm trọng lượng bằng cách loại bỏ bước đóng gói các tế bào pin riêng lẻ thành các mô-đun trước khi lắp ráp cuối cùng thành một bộ pin lớn.

Một công ty khởi nghiệp lâu năm có tên Our Next Energy (ONE), chưa được biết đến rộng rãi cho đến nay, đang làm việc trên một loại pin kép kết hợp thiết kế cấu trúc từng ô với gói năng lượng cao thứ hai có thể sạc lại đầu tiên, có khả năng tăng gấp đôi phạm vi phương tiện.

Mujeeb Ijaz, người sáng lập và giám đốc điều hành của công ty có trụ sở tại Novi, Michigan, cho biết: “Chúng tôi muốn phát minh lại pin hoàn toàn”.

Ông nói thêm rằng thiết kế gói kép của công ty ông an toàn hơn và bền vững hơn vì nó không sử dụng niken hoặc coban, các thành phần quan trọng trong nhiều loại pin EV hiện nay.

Các loại pin kết cấu mới nhất hiện đang được phát triển bởi các nhà sản xuất ô tô từ Tesla Inc đến General Motors Co và các nhà sản xuất pin như China’s BYD Co Ltd và CATL.

Nhà tư vấn Sandy Munro có trụ sở tại Michigan nhận định: “Nó tiết kiệm rất nhiều tiền bạc, thời gian và trọng lượng”.

Tùy chọn thiết kế

Có nhiều cách để thiết kế một pin cấu trúc. Nỗ lực nghiên cứu nhằm mục đích thiết kế pin có thể gia cố thân và khung xe của một chiếc xe đang song hành với nỗ lực tinh chỉnh hóa học của pin và giảm chi phí cho những gì đi vào bên trong tế bào.

Đơn cử là phương pháp tiếp cận của GM với loại pin Ultium mới của họ bắt đầu với các khối xây dựng cơ bản là các tế bào pin dạng túi mỏng, được đóng gói thành các mô-đun, sau đó được lắp ráp thành các gói lớn.

Trong Hummer EV dự kiến ​​ra mắt vào cuối năm nay, bộ pin Ultium được lắp vào giúp làm cứng khung xe.

Tương lai xe điện: Thiết kế pin để tăng cường sức mạnh cho xe, mở rộng phạm vi hoạt động - Ảnh 2

Theo Josh Tavel, giám đốc điều hành của GM về xe tải chạy điện, điều này giúp cải thiện khả năng đi lại và xử lý đồng thời giảm độ rung và khắc nghiệt.

Tại Trung Quốc, BYD và CATL đã phát triển các loại pin tiên tiến loại bỏ bước giữa của các mô-đun, cho phép các tế bào được lắp ráp trực tiếp thành các gói lớn.

Các cực âm trong tế bào pin của cả hai công ty đều sử dụng lithium iron phosphate (LFP), một chất hóa học có vật liệu cơ bản phong phú hơn, ít tốn kém hơn, ít gây cháy hơn và ít gây hại cho môi trường hơn so với các vật liệu như coban và niken, hơn thế nữa. thường được sử dụng trong cực âm của pin EV.

Tuy nhiên, các tế bào LFP không tích trữ nhiều năng lượng như các tế bào niken coban mangan (NCM) hoặc niken coban nhôm (NCA), và do đó chúng cung cấp phạm vi chuyển động giữa các lần sạc ít hơn đáng kể. Điều đó có nghĩa là một chiếc xe sẽ yêu cầu một gói pin lithium iron lớn hơn, nặng hơn để phù hợp với sản lượng pin sử dụng coban và niken.

Thiết kế pin lithium ion để tăng cường cấu trúc của xe giúp giảm trọng lượng và giúp thu hẹp khoảng cách phạm vi.

Một loại pin cấu trúc mới được Giám đốc điều hành Tesla Elon Musk công bố vào tháng 9 năm ngoái dự kiến ​​ban đầu sẽ cung cấp năng lượng cho Model Y liên kết hàng trăm tế bào hình trụ định dạng lớn với nhau bằng chất kết dính cấu trúc, sau đó kẹp chúng giữa hai tấm kim loại được thiết kế để gắn vào và giúp làm cứng thân xe và khung gầm của xe.

Tương lai xe điện: Thiết kế pin để tăng cường sức mạnh cho xe, mở rộng phạm vi hoạt động - Ảnh 3

Để so sánh, ONE sử dụng một loạt các tế bào pin LFP bọc kim loại được gọi là lăng trụ, được liên kết với nhau trong một gói với các mặt kim loại, trên và dưới. Sau đó, gói này được gắn vào khung xe, nơi nó giúp làm cứng kết cấu xe.

Tuy nhiên, không phải ai cũng nghĩ rằng phương pháp tiếp cận cell-to-pack là một ý tưởng hay.

Tony Aquila, Giám đốc điều hành của công ty khởi nghiệp xe điện Canoo Inc, cho biết pin cấu trúc có ý nghĩa, nhưng chỉ khi các tế bào được đóng gói trước thành mô-đun nó phải được mô-đun hóa để có thể được sửa chữa.

Daniel Barel, Giám đốc điều hành của công ty khởi nghiệp sản xuất xe điện Ree của Israel, cũng tin rằng các tế bào nên được đóng gói thành các mô-đun để có tính linh hoạt tối đa.

“Trừ khi bạn chế tạo các mô-đun trực tiếp vào khung gầm, điều đó không có ý nghĩa gì”, Daniel Barel.

Theo Autoblog

Tin mới

Triệu hồi hơn 300 xe Ford EcoSport

Triệu hồi hơn 300 xe Ford EcoSport

Thời gian bắt đầu thực hiện triệu hồi để sửa chữa là ngày 20/9/2021 và thời gian kết thúc dự kiến vào 20/9/2024. Thời gian kiểm tra, sửa chữa dự kiến là ...
Honda BR-V 2022 lộ diện

Honda BR-V 2022 lộ diện

Sau gần 6 năm, Honda BR-V cuối cùng đã bước sang thế hệ thứ hai. Mẫu xe mới nhất, dựa trên N7X Concept hứa hẹn một số cải tiến toàn diện về thiết kế, tiện ...