Sự thật về tuổi thọ pin xe điện: Bền hơn cả chiếc xe và cách kéo dài tuổi thọ

Bộ pin điện áp cao trên xe điện thường là mục tiêu bị chỉ trích nhiều nhất từ những người chưa từng lái xe nhưng lại thích phủ nhận công nghệ này. Câu nói quen thuộc như "pin xe điện không dùng được quá vài năm" là điều chúng ta đã nghe đi nghe lại từ những người có định kiến. Dù có rất nhiều dữ liệu chứng minh điều ngược lại, vẫn còn không ít người tin rằng xe điện cực kỳ "mong manh". Giờ đây, đã có thêm nhiều dữ liệu mới về độ bền của pin xe điện trong dài hạn, mang lại tin vui cho cả người đang sở hữu xe điện và những người có ý định chuyển sang dùng xe điện.

Tuổi thọ pin xe điện: Bền đến bất ngờ

Trang The Globe and Mail của Canada cho biết, một nghiên cứu được Recurrent Motors Inc., một công ty phân tích pin ở Seattle (Mỹ), hoàn tất vào tháng 3/2024 cho thấy nhìn chung, pin ô tô điện rất bền. Trên thực tế, chúng có thể bền hơn cả xe.

Nghiên cứu này lấy dữ liệu thực tế từ 15.000 ô tô điện của nhiều hãng khác nhau tại Mỹ. Bằng việc liên kết với các hệ thống kết nối trên xe, công ty hàng ngày thu thập được nhiều dữ liệu liên quan đến pin, trong đó có việc sạc, mức pin và phạm vi hoạt động dự kiến của xe. Dữ liệu thu được cho thấy hầu hết xe điện chạy tới gần 100.000 dặm (khoảng 160.000km) mà vẫn đảm bảo phạm vi hoạt động tối thiểu 90% so với lúc mới mua.

Hầu hết các nhà sản xuất bảo hành 5-8 năm cho cụm pin. Tuy nhiên, theo các tính toán hiện nay, pin ô tô điện có tuổi thọ 10-20 năm mới phải thay. Trong khi đó, theo Geotab, một công ty tại Anh chuyên cung cấp công nghệ viễn thông cho ô tô, hầu hết pin xe điện có tuổi thọ tới 20 năm, với mức độ hao hụt hàng năm rất nhỏ. Con số này nhiều hơn 6 năm so với tuổi thọ trung bình của một chiếc ô tô ở Mỹ. Trong quãng thời gian dài này, pin xe điện chỉ giảm khoảng 1,8% hiệu suất mỗi năm. Như vậy có nghĩa là người dùng xe điện sẽ mất 1,8% quãng đường chạy được sau mỗi năm, tuy không lý tưởng, nhưng cũng không phải điều gì quá nghiêm trọng.

Kết quả nghiên cứu cho thấy độ bền và tuổi thọ của pin xe điện không phải là vấn đề đáng lo ngại. Sau 20 năm, nếu không có hư hỏng nào lớn, bạn vẫn có thể sử dụng khoảng 64% dung lượng pin ban đầu. Dữ liệu này được rút ra từ việc phân tích hơn 10.000 chiếc xe điện. Tuy nhiên, cũng cần lưu ý rằng pin điện áp cao vẫn có thể hỏng, nhưng với tỷ lệ rất thấp nếu xét về mặt thống kê. Một nghiên cứu cho thấy, các xe sản xuất trong 10 năm qua có tỷ lệ lỗi pin chỉ dưới 0,5%.

Các xe thuần điện (BEV) và xe hybrid sạc điện (PHEV) hiện đại chủ yếu sử dụng pin lithium-ion, vốn nổi tiếng về hiệu suất và độ bền. Tuy nhiên, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ bền pin và lý do khiến phạm vi hoạt động giảm theo thời gian. Phân tích cho thấy phần lớn suy giảm diễn ra gần như tuyến tính, nhưng thực tế tuổi thọ pin có xu hướng suy giảm phi tuyến. Theo đó, mức giảm mạnh nhất thường xảy ra trong vài năm đầu tiên, sau đó chậm lại, rồi lại giảm nhanh vào những năm cuối cùng. Khí hậu nóng cũng làm pin xuống cấp nhanh hơn. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp đều đẩy nhanh quá trình lão hóa pin, do đó quản lý nhiệt là rất quan trọng. Các dòng xe điện hiện đại được trang bị hệ thống làm mát và sưởi hiệu quả để giữ nhiệt độ pin ổn định, nhưng tốt nhất là pin được giữ mát thay vì nóng.

Một cách hiệu quả khác để kéo dài tuổi thọ pin NMC (nickel-manganese-cobalt) và NCM (nickel-cobalt-manganese) là giữ mức sạc ở khoảng 20% đến 80%. Đối với pin LFP (lithium-iron-phosphate), thường không cần áp dụng quy tắc này, nhưng một nghiên cứu cho thấy việc thường xuyên sạc đầy pin LFP có thể làm giảm tuổi thọ của chúng.

Tần suất sử dụng, sạc nhanh và cách bảo dưỡng pin hiệu quả

Điều ngạc nhiên là phân tích cho thấy tần suất sử dụng cao không khiến pin xe điện xuống cấp nhanh hơn rõ rệt. Đây là tin vui, vì như vậy, xe điện đạt hiệu quả kinh tế cao nhất khi được sử dụng thường xuyên.

Theo kết quả nghiên cứu của Geotab, sạc Cấp độ 1 (120V) và Cấp độ 2 (240V) không tạo sự khác biệt đáng kể về tình trạng suy giảm pin. Tuy nhiên, sạc nhanh có ảnh hưởng rõ rệt đến tuổi thọ pin, vì dòng điện cao làm tăng nhiệt độ, từ đó dẫn tới việc pin nhanh xuống cấp. Nhiều hãng xe khuyến nghị hạn chế sạc nhanh DC, đặc biệt với các xe sử dụng nhiều hoặc hoạt động trong môi trường nắng nóng.

Ngoài ra, việc sạc đầy liên tục hoặc dùng quá cạn có thể làm giảm tuổi thọ pin. Do đó, các nhà sản xuất thường giới hạn vùng sạc "hữu dụng" để bảo vệ pin, tức là sẽ có cài đặt để pin không thể sạc lên mức tối đa (100%) hoặc dùng đến cạn (0%). Nhiều mẫu xe điện đời mới, như Tesla, cho phép người dùng điều chỉnh vùng giới hạn sạc pin qua cập nhật phần mềm hoặc giới hạn sạc thủ công, ví dụ chỉ sạc tới 75% thay vì 100%, giúp kéo dài tuổi thọ pin.

Một điểm cần lưu ý nữa là ô tô điện sử dụng hai loại pin chính: Pin cao áp cung cấp năng lượng cho động cơ, và pin 12V cấp điện cho hệ thống chiếu sáng, giải trí, điều khiển... Dù không ảnh hưởng đến việc vận hành xe, nhưng bình điện 12V giữ cho mọi hệ thống phụ trợ hoạt động bình thường, kể cả khi xe đang tắt máy. Pin cao áp ít cần bảo trì nhờ thiết kế bền, nhưng với bình điện 12V, nên kiểm tra thường xuyên vì nhanh hỏng hơn. Giống như xe động cơ đốt trong, nếu bình ắc quy 12V cạn kiệt thì ô tô điện sẽ không thể di chuyển. Lúc đó, bộ pin cao áp đầy điện cũng không thể giúp gì.

Không thể phủ nhận thực tế là pin xe điện sẽ xuống cấp theo thời gian, dù có sử dụng hay không. Giống như ống dẫn và bơm xăng của xe động cơ đốt trong sẽ xuống cấp nếu để lâu không sử dụng, pin cũng sẽ mất dần dung lượng theo thời gian. Tuy nhiên, có nhiều cách để người sử dụng xe điện kéo dài tuổi thọ pin, cũng chính là kéo dài tuổi thọ xe, vì chi phí thay pin đôi khi cao hơn giá trị còn lại của chiếc xe.

Đầu tiên, cần kiểm soát nhiệt độ. Việc thường xuyên tiếp xúc nhiệt độ cao sẽ làm giảm tuổi thọ pin. Nếu có thể, hãy chọn mua xe điện có hệ thống làm mát bằng chất lỏng. Thế hệ mới nhất của Nissan Leaf được trang bị hệ thống làm mát bằng chất lỏng, trong khi hai thế hệ trước chỉ sử dụng làm mát thụ động, khiến pin bị xuống cấp nhanh hơn.

Thứ hai, cần chú ý việc sạc. Tránh sạc đầy hoặc để pin cạn liên tục, cố gắng giữ mức pin trong khoảng 20-80%, đặc biệt là với xe để lâu không đi. Cần hạn chế sạc nhanh, nhất là khi xe được sử dụng nhiều. Với xe đỗ qua đêm, sạc Cấp độ 2 là phù hợp.

Thứ ba, sử dụng xe thường xuyên không làm hỏng pin, mà ngược lại, giúp pin hoạt động ổn định hơn. Trên thực tế, sử dụng xe điện đều đặn, duy trì chu kỳ sạc pin ổn định và tránh để xe lâu không đi là những việc có thể giúp pin luôn ở trong tình trạng tốt nhất. Cuối cùng, cần theo dõi dữ liệu pin để hiểu rõ tình trạng pin, từ đó đưa ra các quyết định chính xác về bảo trì và vận hành.