Dù vượt trội về chi phí vận hành lâu dài, nhưng xe điện lại bộc lộ điểm yếu lớn về quãng đường di chuyển khi mùa đông tới. Vậy nguyên nhân của tình trạng này đến từ đâu?
Trời lạnh là khắc tinh của xe điện.
Trong thử nghiệm cho thấy mẫu xe Tesla Model Y bị giảm phạm vi hoạt động từ 327 dặm (526 km) theo chuẩn EPA xuống chỉ còn 186 dặm (300 km) trong thời tiết lạnh. Báo cáo từ Consumer Reports cũng ghi nhận xe có thể mất tới 25% tầm hoạt động ở mức 4,4 độ C, thậm chí hao hụt 50% trong các chuyến đi ngắn có nhiều chặng dừng.
Không chỉ làm vơi pin nhanh, nhiệt độ dưới mức đóng băng còn khiến ổ cắm gia đình tiêu chuẩn không đủ năng lượng để sạc, dẫn đến cảnh xếp hàng kéo dài tại trạm sạc công cộng. Do đó, các hãng sản xuất khuyến nghị chủ xe nên cắm sạc cố định tại nhà và thiết lập lịch làm ấm trước cho khoang lái lẫn bộ pin. Giải pháp này giúp xe tận dụng nguồn điện ngoài cho các tính năng sưởi ấm, bảo toàn năng lượng pin cho việc di chuyển.
Về mặt khoa học, việc sưởi khoang lái cùng sự suy giảm hiệu quả của phanh tái sinh là những tác nhân trực tiếp làm hao pin. Tuy nhiên, theo tạp chí Energy, trở ngại lớn nhất nằm ở các phản ứng điện hóa bị chậm lại, chất điện phân lỏng đặc hơn gây cản trở ion lithium di chuyển và dẫn đến hiện tượng kết tủa trên điện cực. Nghiên cứu từ Hiệp hội Ô tô Mỹ (AAA) còn chỉ ra nhu cầu sưởi ấm ở -6 độ C có thể làm giảm 40% phạm vi vận hành.
Trước thách thức này, giới khoa học đã đề xuất nhiều cải tiến kỹ thuật nhằm cải thiện hiệu quả của cụm pin. Nhóm kỹ sư tại Đại học Michigan đã thử nghiệm lớp phủ lithium borate-carbonate giúp cell pin sạc nhanh hơn 500% ở nhiệt độ âm. Đồng thời, nghiên cứu trên tạp chí Journal of Energy Storage đề xuất mở rộng kênh dẫn chất lỏng để đưa bộ pin đạt nhiệt độ lý tưởng nhanh gấp hai lần.
Một xe điện đang sạc trong trời mùa đông.
Tạp chí World Electric Vehicle Journal sau khi phân tích hơn 100 chuyến xe BMW và Tesla cũng gợi ý tận dụng năng lượng phanh tái sinh để sưởi ấm pin nhằm thu hồi quãng đường bị mất. Dù chưa rõ thời điểm thương mại hóa các công nghệ này, những đề xuất nghiên cứu hiện tại mang lại nhiều tín hiệu tích cực cho xe điện trong mùa đông.
An An (theo SlashGear)
