Vì sao ô tô điện vẫn sử dụng ắc quy thường 12V?

Chiếc ô tô thuần điện ngày nay có thể được ví như một trạm sạc điện di động khi nó có thể tải ngược điện lại cho mục đích sinh hoạt trong gia đình. Ví dụ như một chiếc F-150 Lightning với gói pin mở rộng được sạc đầy có thể cung cấp năng lượng cho cả ngôi nhà trong tối đa 3 ngày, dựa trên mức tiêu thụ trung bình hàng ngày là 30kWh.

Vậy tại sao ô tô điện sở hữu nguồn lưu trữ điện lớn như vậy vẫn cần tới sự trợ giúp của một bình ắc quy độc lập, nhỏ bé. Trước hết, một chiếc xe điện có hai nhu cầu riêng biệt bao gồm di chuyển xe và vận hành xe.

Duy trì các thiết bị điện trên xe

Đa số các ô tô điện hiện nay đều duy trì một bình ắc-quy 12V (thường là loại axit chì), bắt nguồn từ thực tế của người đi tiên phong là Tesla. Khởi nghiệp bằng chiếc ô tô điện thể thao mui trần là Roadster ra mắt năm 2008, chiếc xe này khi đó hoàn toàn sử dụng nguồn điện từ bộ pin chính trên xe. Vào năm 2012, một chiếc Tesla Roadster nguyên bản đã đỗ xe không cắm sạc trong vòng 2 tháng. Khi sử dụng lại, chủ xe đã không thể mở khóa, không thể khởi động và chả thể làm gì khác bằng cách gọi cứu hộ.

Chiếc Tesla Roadster này sau đó đã được xác định hỏng hoàn toàn bộ pin Lithium-ion do không thể sạc lại, chi phí thay thế lên tới 40.000 USD, bằng gần một nửa giá trị xe. Tất cả sự tốn kém không đáng này có thể được cứu vãn nếu chiếc Tesla này trang bi một ắc-quy 12V thường giá vài trăm USD.

Một bộ ắc-quy 12V sẽ giúp duy trì các thiết bị điện thông thường trên ô tô, nhất là nuôi sống máy tính và các thiết bị điện tử quan trọng khác. Sau sự cố trên, Tesla đã thay đổi thiết kế và sử dụng thêm ắc-quy 12V cho các sản phẩm sau này. Nhiều hãng ô tô đã tiếp thu kinh nghiệm của Tesla để bố trí thêm một vị trí gắn bình ắc-quy 12V trên ô tô điện.

Giám đốc phát triển hệ thống truyền động điện hóa Ryan Miller cho biết, tất cả các ECU trong xe đều được cấp nguồn từ điện áp thấp, cũng như các rơ-le nguồn có chức năng tách nguồn điện từ bộ pin cao áp và phần còn lại của mạng điện áp cao trong xe. "Sự tách biệt đó cho phép chúng tôi ngắt điện áp cao khỏi điện áp thấp một cách an toàn khi xe không được điều khiển hoặc trong trường hợp va chạm" - ông Ryan Miller cho hay.

Bên cạnh đó, trong trường hợp xảy ra tai nạn hoặc hư hại, bình ắc-quy 12V sẽ giúp duy trì các thiết bị điện như đèn khẩn cấp, đèn chiếu sáng, hệ thống thông tin liên lạc,... bởi lúc này máy tính đã tự động tắt nguồn pin chính để đề phòng hỏa hoạn có thể xảy ra.

Tiết kiệm chi phí

Nếu so sánh về giá, rõ ràng một bình ắc-quy axit chì 12V sẽ rẻ hơn so với ắc-quy bằng pin lithium có cùng điện áp. Trong khi đó, ưu điểm của  ắc-quy axit chì là bền bỉ hơn trong môi trường khắc nghiệt, nhất là ở vùng có khí hậu lạnh.

Theo các nhà nghiên cứu, pin Lithium có thể xả từ -20°C đến 60° C, thế nhưng chỉ có thể sạc lại nếu nhiệt độ nó ở trên 0°C. Hơn nữa, pin Lithium-ion hoạt động tốt nhất nếu nhiệt độ hoạt động từ 15°C đến 35°C. Do đó, nếu sử dụng pin Lithium-ion 12V sẽ dễ bị hỏng khi nhiệt độ xuống dưới mức đóng băng.

Ngươc lại, ắc-quy axit chì không bị đóng băng cho đến -90 ° F, có thể sạc và xả trong một phạm vi nhiệt độ rộng mà không bị hỏng.

Bên cạnh đó, ắc-quy axit chì có thể dễ dàng thay thế ở mọi quốc gia, vùng lãnh thổ do độ phổ biến và rẻ tiền của nó. Trong khi pin Lithium-ion vừa đắt đỏ lại không hề phổ biến.

Trong quá trình phát triển ô tô điện, nhiều hãng xe đã tính đến nâng cấp hệ thống điện trên ô tô lên loại 24V hoặc 48V thay cho hệ 12V như hiện tại. Tuy nhiên, thực tế ngành công nghiệp ô tô hiện nay đã tiêu chuẩn hóa các bộ phận của bên thứ 3 như túi khí, đèn, motor gạt nước, cửa sổ điện, cửa nâng điện, gương, quạt, tay lái trợ lực, phanh trợ lực, A/C,… hoạt động trên điện áp 12V, do đó việc thay thế hệ điện áp khác là tốn kém và không cần thiết.

Với hai lý do chính ở trên, có thể thấy trong tương lai gần và xa hơn, ắc-quy 12V dạng axit chì vẫn còn chỗ đứng trong ngành công nghiệp ô tô điện.