Theo nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature Energy, một cụm pin xe điện có thể chạm ngưỡng ngừng sử dụng ngay cả khi phần lớn các cell pin bên trong vẫn còn dung lượng dồi dào. Nguyên nhân bắt nguồn từ một lượng nhỏ cell pin bị lão hóa nhanh, kéo tụt tuổi thọ của toàn bộ cụm pin và khiến lượng lớn năng lượng tiềm năng không được khai thác.
Xe điện có thể lãng phí tới 27% năng lượng do cell pin chai lệch.
Công trình do giáo sư Zhongwei Chen thuộc Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) và Changfu Zou thuộc đại học công nghệ Chalmers (Thụy Điển) dẫn đầu. Nhóm nghiên cứu đã phân tích dữ liệu vận hành thực tế hơn ba năm của xe ô tô con dùng pin NMC và xe buýt dùng pin LFP, trong đó có những phương tiện đã lăn bánh tới 300.000 km.
Trong hệ thống pin mắc nối tiếp, các cell yếu nhất sẽ quyết định giới hạn hoạt động: cell suy giảm dung lượng sẽ đạt điện áp tối đa trước khi sạc, còn cell có nội trở cao sẽ chạm ngưỡng vận hành trước khi xả. Dữ liệu cho thấy khi xe ô tô vượt mốc 170.000 km, khoảng cách chất lượng giữa các cell bắt đầu nới rộng rõ rệt, làm giảm 6,2% trạng thái sức khỏe khả dụng của bộ pin trên xe con và 7,5% trên xe buýt.
Tính toán cho thấy tuổi thọ thực tế của cụm pin bị rút ngắn lần lượt 17,7% trên xe con và 22,8% trên xe buýt so với tuổi thọ tiềm năng trung bình của từng cell riêng lẻ. Đồng thời, sự chênh lệch nội trở làm giảm tới 15,1% công suất khả dụng, khiến các phương tiện này bỏ phí lần lượt 19,3% và 27,1% nguồn năng lượng tiềm năng khi các cell yếu nhất chạm ngưỡng loại bỏ.
Dữ liệu thực tế hé lộ chỉ một vài cell yếu khiến cụm pin xe điện thoái hóa sớm.
Giáo sư Chen nhấn mạnh độ bền của pin xe điện bị chi phối mạnh mẽ bởi nhóm cell xuống cấp nhanh chứ không đơn thuần phụ thuộc vào mức lão hóa trung bình. Để khắc phục, nhóm nghiên cứu đề xuất nâng cao tính đồng đều khi sản xuất, tối ưu hóa phân nhóm cell, cải tiến quản lý nhiệt và ứng dụng hệ thống pin có khả năng tái cấu hình nhằm giảm thiểu tác động từ các cell yếu.
An An (theo SciTechDaily)
