Sạc ô tô điện trong 5 phút: Cuộc đua công nghệ và những cái giá phải trả

BYD Da Han, mẫu sedan điện cỡ lớn vừa được hãng xe Trung Quốc đưa ra thị trường, có thể sạc pin từ 10% lên 97% trong 9 phút, theo công bố của hãng. Bộ pin Blade thế hệ thứ hai dung lượng 102,3 kWh cho phép phiên bản dẫn động cầu sau đạt tầm hoạt động công bố 1.008 km theo tiêu chuẩn CLTC của Trung Quốc. Giá khởi điểm tại thị trường nội địa là 235.900 nhân dân tệ, tương đương khoảng 35.050 USD, theo CnEVPost ngày 13/10.

BYD Da Han

Cuộc đua không chỉ có BYD. Reuters ngày 23/9 đưa tin Geely công bố hệ thống sạc công suất đỉnh 2,25 MW, cho phép nạp từ 10% lên 70% trong 4,5 phút và đạt 97% sau 8 phút 40 giây. Trong khi đó, Li Auto cho biết một số mẫu xe sử dụng pin Kirin 5C của CATL có thể bổ sung lượng điện tương ứng quãng đường tới 500 km trong 12 phút.

Các kết quả này không thể so sánh trực tiếp nếu khác dung lượng pin, điều kiện thử nghiệm và cách tính tầm hoạt động. Tuy nhiên, chúng cho thấy mục tiêu của các nhà sản xuất là đưa thời gian chờ sạc tiệm cần thời gian đổ nhiên liệu cho ô tô động cơ đốt trong. Điều còn phải chứng minh là tốc độ ấy có thể duy trì trong điều kiện sử dụng thực tế, qua nhiều năm và với chi phí hợp lý hay không.

Tăng tốc độ sạc, phải thay đổi cả hệ thống

Công suất tối đa của trụ sạc không đồng nghĩa pin luôn nhận điện ở mức đó. Hệ thống FLASH của BYD có công suất công bố tối đa 1,5 MW, nhưng công suất thực tế còn phụ thuộc khả năng tiếp nhận điện của pin, nhiệt độ, dung lượng còn lại và giới hạn của thiết bị. Khi pin gần đầy, công suất thường giảm để kiểm soát nhiệt và các phản ứng điện hóa. Vì vậy, sạc từ 10% lên 70% nhanh không có nghĩa là thời gian sạc đầy pin cũng ngắn tương ứng

Theo BYD, pin Blade thế hệ thứ hai tăng mật độ năng lượng 5% so với thế hệ trước, đồng thời hỗ trợ sạc từ 10% lên 70% trong 5 phút và lên 97% trong 9 phút ở nhiệt độ phòng. Đây là thông số do nhà sản xuất công bố, chưa đủ để kết luận mọi xe đều đạt kết quả tương tự trong mọi điều kiện.

Để đạt tốc độ cao, các hãng không chỉ cải tiến vật liệu và cấu trúc pin mà còn phải nâng cấp hệ thống làm mát, dây dẫn, đầu nối và phần mềm quản lý. Reuters cho biết Geely sử dụng hệ thống làm mát bằng chất lỏng cho nhiều thành phần, đồng thời ứng dụng thuật toán dự báo nhiệt độ nhằm điều chỉnh hoạt động trước khi nhiệt tăng đến mức đáng lo ngại.

Một thách thức khác là duy trì tốc độ sạc sau hàng trăm hoặc hàng nghìn chu kỳ sử dụng. Hệ thống phải điều chỉnh dòng điện theo trạng thái pin, tăng công suất khi điều kiện cho phép và giảm khi nguy cơ tổn hại tăng lên. Thành tích sạc nhanh trong một lần thử nghiệm vì thế chưa đủ để chứng minh công nghệ có thể đáp ứng nhu cầu sử dụng lâu dài.

Pin, lưới điện và chi phí

Sạc nhanh khiến pin phải tiếp nhận dòng điện lớn trong thời gian ngắn, làm tăng yêu cầu kiểm soát nhiệt và các phản ứng điện hóa. Một vấn đề được giới nghiên cứu quan tâm là lithium plating, hiện tượng lithium tích tụ trên bề mặt điện cực thay vì được đưa vào cấu trúc vật liệu như mong muốn. Hiện tượng này có thể làm giảm dung lượng, đẩy nhanh quá trình suy thoái và trong những điều kiện nhất định làm tăng nguy cơ mất an toàn.

Bài tổng quan “Challenges and Issues Facing Ultrafast-Charging Lithium-Ion Batteries”, đăng trên tạp chí Batteries năm 2025, chỉ ra những thách thức như suy thoái cơ học, hình thành cấu trúc lithium dạng nhánh, phân hủy chất điện phân và nguy cơ mất kiểm soát nhiệt. Đây là những vấn đề cần giải quyết trong quá trình phát triển pin sạc siêu nhanh.

Tuổi thọ thực tế phụ thuộc vào hóa học pin, thiết kế điện cực, hệ thống quản lý nhiệt, thuật toán sạc và cách sử dụng. Các hãng cần chứng minh công nghệ mới vừa đạt tốc độ cao vừa duy trì độ bền và mức độ an toàn phù hợp, thay vì chỉ dựa vào thời gian sạc được công bố.

Áp lực tiếp theo nằm ở hạ tầng điện. Một trụ sạc công suất hàng trăm kilowatt đã đòi hỏi nguồn cấp đáng kể; hệ thống đạt mức megawatt còn đặt ra yêu cầu cao hơn đối với trạm biến áp, dây dẫn và thiết bị đóng cắt. Nếu nhiều xe cùng sạc ở công suất lớn, nhu cầu phụ tải tại một địa điểm có thể tăng mạnh trong thời gian ngắn.

Nghiên cứu đăng trên Engineering năm 2025, do các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Hoa Trung, Đại học Harvard cùng các đơn vị liên quan thực hiện, đã mô hình hóa tác động của sạc siêu nhanh tại Trung Quốc. Với các trạm điển hình có 8-9 bộ sạc, nghiên cứu cho thấy việc nâng công suất lên 350-550 kW, kết hợp điều phối thời gian chờ, có thể đưa thời gian sạc xuống khoảng 9 phút. Kết quả này phụ thuộc các điều kiện vận hành được mô phỏng, không có nghĩa mọi trạm đều đạt được thời gian tương tự.

Nghiên cứu cũng chỉ ra sự đánh đổi về chi phí: chi phí thiết bị chính của hệ thống lưu trữ pin tại trạm có thể cao khoảng 4 lần so với phương án mở rộng máy biến áp trong mô hình được phân tích. Lưu trữ năng lượng giúp trạm tích điện trước rồi cung cấp công suất cao trong thời gian ngắn, nhưng đòi hỏi vốn đầu tư và chi phí bảo trì. Trong khi đó, nâng cấp máy biến áp có thể không khả thi hoặc quá tốn kém tại những địa điểm có lưới điện hạn chế.

Ngoài hai phương án này, phần mềm có thể phân phối công suất giữa các xe, điều chỉnh thời điểm sạc hoặc tận dụng những khoảng thời gian phụ tải thấp. Tuy nhiên, giải pháp nào cũng phải cân đối giữa thời gian chờ, chi phí đầu tư và nhu cầu sử dụng thực tế.

Một trạm sạc công suất lớn chỉ phát huy hiệu quả nếu có đủ xe sử dụng, nguồn điện đáp ứng và khả năng thu hồi vốn hợp lý. Nếu lượng xe còn thấp, hạ tầng đắt đỏ có thể làm tăng chi phí dịch vụ. Ngược lại, nếu số xe tăng nhanh hơn khả năng xây dựng trạm, lợi thế sạc trong vài phút vẫn không giải quyết được tình trạng chờ đợi tại những điểm đông khách.

Cuộc đua sạc siêu nhanh vì thế không chỉ là việc hãng nào đưa pin lên gần đầy nhanh nhất. Công nghệ chỉ tạo ra lợi ích bền vững khi tốc độ cao đi cùng tuổi thọ pin, an toàn, hạ tầng tương thích và chi phí hợp lý. Nếu thiếu những điều kiện đó, vài phút sạc vẫn có thể là thành tích kỹ thuật hơn là trải nghiệm phổ biến của người dùng ô tô điện.