Lý do cạ gầm là 'ác mộng' của người dùng xe điện

Cạ gầm là tình trạng va đập gây tổn hại ở các mức độ khác nhau cho gầm xe. Với ôtô động cơ đốt trong, tình trạng cạ gầm nhìn chung không quá nghiêm trọng, nhưng ôtô điện lại là câu chuyện khác.

Bộ pin là thành phần quan trọng bậc nhất của xe điện. Chi tiết này lại thường bố trí dưới sàn xe, khiến việc cạ gầm dễ trở thành "ác mộng" với những người dùng ôtô điện.

Vì sao pin xe điện đặt dưới sàn?

Khi pin xe điện nằm dưới sàn xe, mặt đáy của pin sẽ chiếm khoảng 60-70% diện tích gầm, tạo ra điểm thấp nhất của của gầm và là yếu tố quyết định khoảng sáng gầm của từng mẫu xe điện.

Do vậy, tất cả va đập có thể xảy ra giữa gầm xe với gờ giảm tốc, đá văng, đất đá sạt lở, vỉa hè, nắp cống nhô lên... đều sẽ tác động trực tiếp lên vỏ pin. Trong trường hợp xấu, bộ pin có thể hư hỏng, dẫn đến việc phải thay thế cả cụm pin - vốn là chi tiết đắt đỏ hàng đầu trên ôtô thuần điện.

Nếu đặt pin dưới sàn xe có thể dẫn đến các rủi ro va chạm gây hư hỏng, vì sao các hãng sản xuất ôtô điện vẫn làm điều này?

Pin xe điện đặt dưới sàn xe mang lại nhiều lợi ích. Ảnh: Tesla.

Về cơ bản, việc đưa pin xe điện đặt dưới sàn xe, giữa 2 trục bánh được đa số hãng xe sử dụng do mang lại khá nhiều lợi ích.

Khi đặt một bộ pin dạng tấm phẳng nằm dưới sàn xe, không gian khoang cabin được tối ưu, hành khách ở hàng ghế sau cũng có chỗ để chân bằng phẳng.

Bộ pin nằm dưới sàn xe còn tận dụng chính đặc thù khối lượng lớn, giúp hạ trọng tâm ôtô điện và cải thiện khả năng vận hành cho xe trên đường trường, khi vào cua. Một chi tiết nặng hàng trăm kg đóng vai trò tương tự "mỏ neo", sẽ giúp xe điện giảm rủi ro lật trong trường hợp đánh lái gấp.

Dàn trải một bộ pin dưới sàn xe, giữa 2 trục bánh thay vì đầu xe hoặc đuôi xe cũng giúp phân bổ khối lượng đều hơn cho nửa trước và sau của ôtô điện. Tỷ lệ phân bổ khối lượng đồng đều giữa cầu trước và cầu sau thường đóng vai trò quan trọng trong cải thiện cảm giác lái của xe.

Công nghệ Cell-To-Body sử dụng trên xe điện BYD. Ảnh: Phúc Hậu.

Một số hãng xe như BYD sử dụng công nghệ Cell-To-Body, trong đó bộ pin đóng vai trò sàn xe, còn phần vỏ đáy pin đóng vai trò hệ dầm ngang-dọc, tham gia chịu lực cho toàn bộ thân xe. Giải pháp này giúp tăng khoảng sáng gầm cho xe điện, gián tiếp giảm tần suất cạ gầm khi vận hành.

Tiêu chuẩn an toàn pin xe điện ra sao?

Khi xảy ra sự cố cạ gầm ở mức nghiêm trọng, lực tác động từ bên ngoài nếu đủ lớn sẽ gây ra tình trạng lõm hoặc nứt thủng vỏ pin, dẫn đến va đập truyền trực tiếp vào các cell pin bên trong.

Trong trường hợp xấu nhất, hiện tượng bùng nhiệt (thermal runaway) xảy ra sẽ dẫn đến hỏa hoạn, gây thiệt hại nghiêm trọng cho toàn bộ chiếc xe điện.

Tại châu Âu, pin xe điện khi xuất xưởng phải tuân thủ Tiêu chuẩn UN R100, tức buộc phải "sống sót" qua các bài kiểm tra ép dẹp, mô phỏng tình trạng sốc cơ học của pin khi xe đâm đụng.

Bài kiểm tra sốc cơ học của xe điện theo Tiêu chuẩn UN R100. Ảnh: BatteryUniversity.

Tiêu chuẩn GB/T 38031-2025 tại Trung Quốc lại bắt buộc xe điện thực hiện bài kiểm tra va đập đáy, tái hiện hai tình huống cạ gầm thường xảy ra ở thực tế.

Trong đó, xe điện sẽ được cho đi qua gờ cao hoặc bị đá văng đập thẳng vào đáy pin (Vertical/Ball Impact), cùng với tình huống xe trượt gầm qua chướng ngại vật cứng nhọn (Bottom Scraping Test).

Một bộ pin đạt chuẩn sẽ cần phải không rò rỉ dung dịch điện phân, không nứt vỡ vỏ, không cháy, không nổ và vẫn đảm bảo cách điện an toàn. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng bài kiểm tra này chỉ đảm bảo mặt dưới của bộ pin sở hữu độ bền cơ học đạt chuẩn theo quy định.

Một số đơn vị sản xuất pin tại Trung Quốc cũng tự mình tiến hành những bài thực nghiệm để chứng minh độ bền bỉ của pin.

Chẳng hạn, thương hiệu xe điện Aion của GAC từng cho biết gói pin Magazine chỉ bị hư hại một cell pin trong thử nghiệm kim đâm xuyên, giữ được cấu trúc nguyên vẹn, không phát sinh khói, lửa và không có vụ nổ.

Aion cũng thử nghiệm khối pin bị súng trường bắn vào với tốc độ 975 m/s, khối pin Magazine không phát sinh lửa, không có vụ nổ dù cấu trúc bị hư hại và xuất hiện khói.

Cận cảnh pin Blade của BYD. Ảnh: Phong Vân.

Trước đây, BYD từng cho biết bộ pin Blade không phát khói hay bốc lửa khi trải qua bài kiểm tra đâm xuyên. Nhiệt độ bề mặt khối pin trong giai đoạn này chỉ dao động từ 30 độ C đến 60 độ C.

Các cell pin Blade không biến dạng, cháy nổ khi va đập mạnh từ nhiều phía. Pin Blade cũng có khả năng chịu nhiệt tối đa 300 độ C và sạc quá mức đến 10 V.

Các bài kiểm tra này không mô phỏng cách thức bộ pin phản ứng với tình trạng cạ gầm ngoài thực địa, nhưng phần nào cho thấy tính bền vững của pin trước những tác động ngoại lực.

Pin xe điện được bảo vệ ra sao?

Dù pin xe điện về lý thuyết phải đạt chuẩn chống va đập như đã đề cập phía trên, các hãng xe vẫn chủ động tìm giải pháp hạn chế tình trạng hư hỏng cho bề mặt vỏ pin phía dưới.

Một trong những giải pháp phổ biến là trang bị giáp gầm, sử dụng vật liệu chịu lực cao. Trang bị này có thể "đỡ" cho pin khỏi những tác động không mong muốn từ ngoại lực, phần nào bảo vệ tính toàn vẹn của bộ pin.

Ốp gầm là giải pháp được khá nhiều hãng sử dụng để bảo vệ bộ pin khỏi tình trạng cạ gầm. Ảnh minh họa: Phúc Hậu.

Nếu xe chưa trang bị sẵn giáp gầm, người dùng cũng có thể tìm đến các bên thứ ba cung cấp phụ kiện này để trang bị thêm cho xe.

Cần lưu ý, do trang bị này không phải chính hãng cung cấp, việc sử dụng tấm chắn phải đúng thiết kế từng dòng xe, có rãnh thoát nước và thông gió tản nhiệt. Người dùng cũng nên tránh các loại ốp bịt kín, có thể khiến nhiệt độ pin tăng cao trong quá trình xe vận hành.

Song song giải pháp bảo vệ mặt ngoài pin xe điện, hệ thống quản lý pin được các hãng xe phát triển cũng nhắm tới ngắt dòng điện ngay khi phát hiện sự cố hư hỏng của pin.

Cùng với việc liên tục giám sát điện trở, chênh lệch điện áp và nhiệt độ, hệ thống cũng có thể ghi nhận tình trạng va đập hoặc sụt giảm điện áp bất thường để ngay lập tức ngắt dòng điện khỏi hệ truyền động, hạn chế các thiệt hại nghiêm trọng.

Nhìn chung, việc bộ pin xe điện bị tổn hại do cạ gầm là tình huống có thể xảy ra khi vận hành thực tế. Tuy nhiên, trong đa phần trường hợp, pin xe điện đều có thể "sống sót" nhờ tuân thủ từ đầu các quy chuẩn thiết kế, bên cạnh các giải pháp bảo vệ mà hãng xe áp dụng.