Vì sao hệ thống làm mát bằng chất lỏng là sống còn với pin xe điện?

Tương tự pin điện thoại khi cắm sạc nhưng ở quy mô lớn hơn rất nhiều, các khối pin lithium-ion trên ô tô điện tỏa ra nhiệt lượng khổng lồ trong cả quá trình nạp lẫn xả năng lượng. Do đó, để bảo đảm khả năng vận hành ổn định và ngăn ngừa hư hỏng, khối pin xe điện bắt buộc phải được trang bị các giải pháp làm mát chuyên dụng.

Hệ thống tản nhiệt nước cho pin xe điện.

Nếu như giai đoạn đầu các hãng xe chỉ áp dụng tản nhiệt thụ động hoặc làm mát khí chủ động qua hệ thống điều hòa như trên Nissan Leaf hay Volkswagen e-Golf, thì từ thập niên 2010 phương pháp làm mát bằng chất lỏng đã bắt đầu nở rộ với chiếc Ford Focus Electric 2011. Việc chuyển đổi này giúp nâng cao hiệu suất và triệt tiêu nguy cơ thoát nhiệt mất kiểm soát, yếu tố có thể dẫn tới sự cố cháy nổ pin.

Cơ chế phổ biến nhất hiện nay là sử dụng nước hoặc dung dịch ethylene glycol lưu thông qua các đường ống và tấm tản nhiệt bọc quanh cell pin để hấp thụ nhiệt rồi xả ra két nước tản nhiệt, tương tự cách làm của Tesla Model S hay Chevrolet Volt. Một số dòng xe nâng cao độ phức tạp như BMW i3 sử dụng môi chất lạnh kèm dàn bay hơi trực tiếp trên cell pin, trong khi siêu xe đắt đỏ như McLaren Speedtail lại chọn giải pháp ngâm ngập hoàn toàn khối pin vào dầu hydrocarbon.

Dù đem lại hiệu quả vượt trội so với làm mát bằng không khí, hệ sinh thái tản nhiệt chất lỏng đòi hỏi chi phí sản xuất cao hơn do cần nhiều linh kiện như máy bơm, quạt gió và két tản nhiệt. Ngoài ra, hệ thống này còn đối mặt với nguy cơ rò rỉ dung dịch, đường ống cùng tấm tản nhiệt bị ăn mòn theo thời gian, hoặc hiện tượng tắc nghẽn dẫn đến hình thành các điểm nóng cục bộ nếu không được bảo dưỡng đúng cách.

Các xe điện tại trạm sạc.

Nhờ giá thành pin ngày càng giảm, giải pháp làm mát bằng chất lỏng đã trở thành tiêu chuẩn rộng rãi trên thị trường thay vì việc các hãng phải cắt giảm chi phí bằng hệ thống làm mát khí đơn giản. Đối với số đông người dùng, hệ thống làm mát tuần hoàn như của Tesla vẫn là lựa chọn thực tế nhất nhờ chi phí hợp lý và mạng lưới thợ kỹ thuật quen thuộc với quy trình bảo dưỡng.