Pin sẽ là thân xe?

Nay các nhà sản xuất xe điện đang tính toán thiết kế lại dàn pin này sao cho chúng trở thành một phần của thân xe, vừa đóng vai trò là pin trữ năng lượng, vừa là bộ khung chắc chắn của xe và nhờ thế sẽ giảm trọng lượng bộ khung truyền thống, tăng dung lượng pin và tăng quãng được đi được sau mỗi lần sạc, có thể lên cả 1.000 ki lô mét.

Một hai viên pin trong chiếc đèn pin thì không nặng nề gì nhưng cứ hình dung năm sáu ngàn viên như thế sắp xếp thành một thùng nặng đến 400 ki lô gam chở trên xe. Trước đây các nhà thiết kế gặp một mâu thuẫn khó giải quyết: tăng thêm pin để tăng quãng đường đi được sẽ làm cho xe nặng thêm.

Xe nặng thêm thì phải tăng kích cỡ bộ thắng xe, kích cỡ lốp xe… nói chung là một bộ khung xe chắc chắn hơn và đương nhiên phải nặng hơn. Tất cả trọng lượng tăng thêm này sẽ đòi hỏi dàn pin mạnh hơn nữa – một vòng luẩn quẩn khó thoát.

Công nghệ xanh ứng dụng trong xe buýt điện. Ảnh: TL

Để giải quyết mâu thuẫn này các hãng xe như Tesla của Mỹ hay BYD của Trung Quốc nhắm đến ý tưởng biến các viên pin xe thành thân xe luôn. Nếu làm được điều này, họ sẽ tạo ra được dàn pin lý tưởng, phân bổ pin đều khắp thân xe, biến pin thành khung gầm.

Nói cho dễ hình dung, chúng ta không thấy thùng chứa xăng trên máy bay là bởi thay vì đưa thùng xăng vào cánh máy bay, nhà thiết kế chế tạo ra thùng xăng có hình dạng và công năng như đôi cánh máy bay. Nay với xe hơi điện cũng vậy, sử dụng công nghệ gọi là “cell-to-body” và “cell-to-chassis” để bắt pin đóng hai vai trò, vừa chứa năng lượng vừa có công năng thân xe hay khung gầm xe.

Để làm được điều này Tesla chế tạo một loại keo mới. Trước đây trong thùng chứa pin cũng đổ keo để cố định pin và đóng vai trò làm chất chống cháy. Nay keo loại mới được gia cố sao cho sau khi định hình sẽ chịu được lực và tải trọng lớn. Euan McTurk, một chuyên gia về pin xe điện, nói với tờ Wired: “Tích hợp các viên pin vào trong khung gầm sẽ biến pin và khung gầm thành một bộ phận đa chức năng.

Pin có vai trò lưu trữ năng lượng và chống đỡ khung xe trong khi khung gầm vừa chống đỡ khung xe vừa bảo vệ các viên pin bên trong. Điều này xem như loại bỏ trọng lượng thừa của vỏ pin, biến trọng lượng thừa này thành giá trị tăng thêm cho cấu trúc xe”.

Theo Tesla, thiết kế này cộng với các cải tiến khác sẽ giúp xe giảm được 370 bộ phận, giảm trọng lượng xe chừng 10%, giảm chi phí pin chừng 7% và tăng thêm quãng đường đi được sau mỗi lần sạc.

Từ ý tưởng, thiết kế mẫu đến sản xuất quy mô lớn cần vài ba năm nữa nhưng trước mắt đã có một hãng xe ít tên tuổi ở Trung Quốc sản xuất thành công loại xe tích hợp pin vào khung gầm.

Xe của hãng Leapmotor sẽ được đưa ra thị trường vào cuối năm 2022; với công nghệ mới, hãng này nói mẫu xe C01 sẽ dễ điều khiển hơn nhờ khung gầm mới phân bổ trọng lượng hợp lý hơn, quãng đường xa hơn và độ an toàn cao hơn.

Trước đây thiết kế xe điện dựa nhiều vào kiểu dáng xe hơi chạy xăng truyền thống. Nay công nghệ tích hợp pin vào thân xe và khung gầm xe sẽ buộc các nhà sản xuất thiết kế lại toàn bộ chiếc xe chạy pin.

Vì thế, sau công nghệ mới, người ta kỳ vọng thiết kế xe cũng sẽ có những bước đột phá, giúp xe vận hành hiệu quả hơn bây giờ. Chẳng hạn, trước đây dàn pin nằm trên khung gầm, tức chiếm một diện tích khá lớn. Nay khung gầm là giàn pin, nhà thiết kế sẽ có không gian để mở rộng nội thất xe với biết bao ý tưởng mới.

Tuy nhiên công nghệ tích hợp pin vào khung gầm cũng đặt ra nhiều vấn đề cần giải quyết. Thay các viên pin bị hỏng trong một chiếc xe dùng công nghệ mới chắc chắn là khó khăn hơn nhiều so với loại pin hiện nay, thậm chí là bất khả. Từ đó người ta phải nghĩ ra giải pháp cho các trường hợp hỏng hóc một vài viên pin trong xe. Cũng còn vấn đề giải quyết dàn pin như thế nào khi xe hết thời hạn sử dụng.

Hiện nay người ta có thể tháo dàn pin ra, lấy từng viên pin để tái chế, nhưng với xe tích hợp pin vào thân hay khung gầm chuyện tái chế cũng rất khó khăn. Có lẽ các hãng sản xuất phải đồng thời tìm ra các công nghệ pin mới đồng thời với việc áp dụng công nghệ tích hợp pin mới có một kết quả trọn vẹn.

Nguyễn Vũ