Nghiên cứu cảnh báo: Lái xe kiểu này có thể khiến pin xe điện xuống cấp nhanh gấp 2,5 lần

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng phong cách lái xe hung hăng nhất tạo ra áp lực làm lão hóa pin tức thì cao gấp 18,4 lần so với phong cách lái xe tiết kiệm nhiên liệu, êm ái. Ảnh: IE.

Một nghiên cứu mới dựa trên dữ liệu lái xe thực tế cho thấy tăng tốc mạnh, liên tục tạo ra những cú bứt tốc và thường xuyên yêu cầu dòng điện lớn từ pin có thể làm tuổi thọ pin xe điện (EV) suy giảm đáng kể.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Điện cơ Thượng Hải (Shanghai Dianji University), Trung Quốc, đã phân tích dữ liệu lái xe trong một năm của 15 xe điện hoạt động tại Quảng Châu vào năm 2022. Kết quả cho thấy chính cách người lái vận hành xe có thể là một yếu tố quan trọng quyết định tốc độ lão hóa của pin.

Nghiên cứu được công bố trên Scientific Reports cho thấy phong cách lái xe quyết liệt tạo ra mức độ căng thẳng đối với pin cao hơn rất nhiều so với cách lái xe êm và tiết kiệm.

Cùng một con đường, mức độ “hành” pin rất khác nhau

Nhóm nghiên cứu thu thập dữ liệu từ các xe cứ mỗi 10 giây, theo dõi nhiều thông số như tốc độ, dòng điện của pin, trạng thái sạc (SOC), điện áp và nhiệt độ. Sau đó, họ sử dụng các phương pháp học máy để phân loại hành vi lái xe thành 5 nhóm, từ “lái xe tiết kiệm” đến vận hành rất quyết liệt.

Điều đáng chú ý là nhóm lái xe mạnh không đơn giản chỉ được xác định bằng tốc độ cao. Đặc trưng chính là việc pin liên tục phải cung cấp dòng điện lớn, đặc biệt khi xe thường xuyên tăng tốc với mô-men xoắn cao ở tốc độ tương đối thấp.

Điều này rất quan trọng. Một chiếc EV chạy nhanh nhưng ổn định trên đường cao tốc chưa chắc tạo áp lực lên pin giống một chiếc xe liên tục phóng mạnh khi đèn xanh, tăng tốc gấp, phanh rồi lại tăng tốc trong đô thị.

Các nhà nghiên cứu sử dụng mô hình học máy để tách ảnh hưởng của hành vi lái xe khỏi những yếu tố khác vốn được biết là tác động đến quá trình lão hóa pin, chẳng hạn nhiệt độ, trạng thái sạc và thời gian xe chạy không tải.

Lái xe "bốc" tạo ra mức độ lão hóa tức thời cao gấp 18,4 lần

Sự khác biệt giữa các phong cách lái xe rất lớn. Nhóm nghiên cứu phát hiện phong cách lái xe quyết liệt nhất tạo ra tốc độ gây lão hóa pin cao gấp 18,4 lần so với nhóm lái xe tiết kiệm.

Một nguyên nhân quan trọng nằm ở lượng dòng điện mà pin phải cung cấp. Nhóm lái xe mạnh có cường độ dòng điện RMS trung bình lên tới 66,02 ampere, trong khi con số này ở nhóm lái xe tiết kiệm chỉ là 20,56 ampere.

Khi mô phỏng một kịch bản trong đó chỉ thay đổi hành vi lái xe từ quyết liệt sang tiết kiệm, còn các điều kiện khác được giữ nguyên, các nhà nghiên cứu nhận thấy mức độ căng thẳng gây lão hóa pin trong ngắn hạn có thể giảm tới 91,3%.

Kết quả cho thấy cách vận hành EV có thể tác động độc lập đến tuổi thọ pin, bên cạnh những yếu tố như khí hậu hay thói quen sạc.

Chênh lệch dài hạn có thể rất lớn

Nhóm nghiên cứu tiếp tục đưa đặc điểm của từng phong cách lái vào mô hình lão hóa pin để ước tính mức suy giảm dung lượng trong dài hạn.

Sau 1.000 chu kỳ sạc-xả, mô hình dự đoán pin của những xe được vận hành với phong cách êm nhất sẽ mất khoảng 21,15% dung lượng ban đầu.

Trong khi đó, với phong cách lái xe quyết liệt nhất, mức suy giảm dự kiến lên tới 53,22% – tương đương khoảng 2,5 lần.

Dung lượng sử dụng được của pin càng giảm, quãng đường xe có thể đi sau mỗi lần sạc càng ngắn. Sự xuống cấp cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất vận hành và giá trị bán lại của xe.

Đây là vấn đề đáng chú ý bởi bộ pin là một trong những bộ phận đắt đỏ nhất của xe điện. Vì vậy, ngay cả những khác biệt tương đối nhỏ về tình trạng pin trong dài hạn cũng có thể tạo ra tác động tài chính đáng kể đối với chủ xe.

Đây là dự báo, không phải thí nghiệm kéo dài 1.000 chu kỳ

Tuy nhiên, nghiên cứu có một hạn chế quan trọng.

Các nhà khoa học không trực tiếp theo dõi cùng những chiếc xe trong 1.000 chu kỳ sạc-xả rồi đo dung lượng pin thực tế bị mất. Thay vào đó, họ sử dụng dữ liệu lái xe trong điều kiện thực tế để ước tính mức độ căng thẳng của pin, sau đó đưa dữ liệu này vào mô hình lão hóa để dự đoán tác động lâu dài.

Do đó, con số 53,22% so với 21,15% cần được hiểu là kết quả mô hình hóa, chứ không phải mức suy giảm đã được đo trực tiếp trên xe sau 1.000 chu kỳ.

Trên thực tế, tốc độ lão hóa pin còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thói quen sạc, khí hậu, hóa học pin, trọng lượng xe, địa hình, tình trạng giao thông và hệ thống quản lý nhiệt.

Dù vậy, phân tích vẫn cho thấy một xu hướng khá nhất quán: việc liên tục buộc pin phải cung cấp dòng điện lớn có khả năng đẩy nhanh quá trình lão hóa.

Điều đó không có nghĩa chủ xe EV phải lúc nào cũng chạy thật chậm. Nhưng tăng tốc mượt hơn, hạn chế những cú “đạp ga hết cỡ” và tránh liên tục lặp lại chu kỳ tăng tốc mạnh rồi phanh gấp có thể giúp giảm áp lực lên một trong những bộ phận đắt tiền nhất của chiếc xe.

Nói cách khác, bí quyết để kéo dài tuổi thọ pin EV có thể không chỉ nằm ở cách bạn sạc xe, mà còn nằm ở cách bạn đạp chân ga mỗi ngày.