Hệ thống pin được coi như "trái tim" của xe điện, giúp cung cấp năng lượng cho hầu hết các bộ phận để vận hành chiếc xe. Do đó, việc bảo vệ và duy trì sự ổn định cho cụm pin được coi như một trong những vấn đề cấp thiết nhất cho các nhà sản xuất.
Hiện tại, pin xe điện hoạt động tốt nhất khi nhiệt độ lý tưởng trong khoảng từ 20 đến 40 độ C, nhưng điều này không dễ nếu không sử dụng các biện pháp làm mát cưỡng bức từ bên ngoài do quá trình vận hành xe sẽ khiến pin điện bị nóng lên theo thời gian, gây suy giảm tuổi thọ và tăng nguy cơ cháy nổ.
Hệ thống pin cung cấp năng lượng cho xe điện hoạt động.
Các phương pháp làm mát pin điện
Trên thị trường xe điện, các nhà sản xuất đang sử dụng 2 loại hệ thống làm mát pin chính gồm: Thụ động và chủ động, nhưng mỗi loại lại có những phương pháp riêng, Trong đó, hệ thống làm mát thụ động là các phương pháp dùng vật liệu chuyển pha (Phase change material – PCM), ống dẫn nhiệt hoặc chất hóa học có tác dụng làm mát hydrogel, không tiêu tốn năng lượng từ pin nhưng khó kiểm soát quá trình làm mát.
Mặc khác các kiểu làm mát thụ động thường không có hiệu quả cao đối với những chiếc xe điện vận hành liên tục và tạo ra nhiệt lượng lớn như ở cụm pin của xe điện. Do đó, các phương pháp làm mát chủ động sẽ mang lại tác dụng cao hơn nhờ những phương pháp đưa không khí vào làm mát trực tiếp hoặc giải nhiệt thông qua các đường ống chất lỏng.
Làm mát pin bằng quạt tản nhiệt.
Dạng phương pháp làm mát pin chủ động thường dựa trên nguyên lý hoạt động của không khí hoặc chất làm mát chuyên dụng nhưng sẽ tốn năng lượng, ảnh hưởng đến một số tính năng trên xe điện.
Đầu tiên là phương pháp làm mát sử dụng các cánh tản nhiệt cho hệ thống pin, tương tự như động cơ xe máy, để giúp tăng diện tích tiếp xúc với không khí bên ngoài. Nhiệt độ cao từ pin sẽ được dẫn đến cánh tản nhiệt thông qua các bộ phận kim loại rồi tản ra môi trường. Tuy nhiên, phương pháp này khiến cụm pin có kích cỡ cồng kềnh nên thường xuất hiện trên các thiết bị điện tử cỡ nhỏ như: Máy tính, laptop...
Chính vì lý do đó, các nhà sản xuất xe điện áp dụng các phương pháp phức tạp hơn để giải nhiệt cho pin dù vẫn thông qua không khí dựa trên nguyên lý đối lưu. Các xe này sẽ được trang bị hệ thống quạt hoặc máy thổi để đưa không khí mát từ môi trường bên ngoài len lỏi vào hệ thống pin và đưa khí nóng thoát ra ngoài.
Dù khá đơn giản và dễ kiểm soát nhưng phương pháp làm mát này cũng tạo ra tiếng ồn và độ rung nhất định đồng thời không hiệu quả giải nhiệt quá tốt nên tính phù hợp chưa cao để sử dụng với pin xe điện, đặc biệt tại những nơi có khí hậu nhiệt đới với không khí nóng của mùa hè.
Ngoài ra, xe điện có thể sử dụng hệ thống làm mát pin bằng nhiệt điện (TEC), sử dụng mô-đun vận hành tổng với 2 cực âm và dương gắn vào pin. Nhiệt độ từ pin sẽ được mô-đun này chuyển hóa thành điện năng và giữ pin hoạt động trong khoảng nhiệt độ 31-34 độ C. Tuy nhiên hiệu suất chuyển đổi của phương pháp này chưa cao do vấn đề về vật liệu, nhiều nhà sản xuất đang chờ đợi các nghiên cứu để tạo ra những vật liệu mới để tăng khả năng ứng dụng của công nghệ này.
Phương pháp làm mát pin xe điện được nhiều nhà sản xuất áp dụng hiện nay là bằng chất lỏng hoặc dung dịch làm mát chuyên dụng với hệ thống đường ống dẫn đi vào giữa các tế bào pin để đưa nhiệt độ cao đến bộ tản nhiệt để làm mát, tương tự như hệ thống nước làm mát động cơ hiện có trên nhiều loại ô tô truyền thống.
Làm mát pin thông qua ống dẫn chất lỏng.
Ngoài ra các lựa chọn kể trên còn có hệ thống làm mát bằng chất làm lạnh với máy nén, dàn ngưng và đường ống dẫn tương tự hệ thống điều hòa. Hệ thống này có thiết kế nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ hơn, giúp làm mát đồng đều cho cụm pin nhưng có thể ảnh hưởng đến năng lượng và khả năng làm mát cho khoang lái của xe do một số bộ phận sử dụng chung. Ngoài ra, một số xe điện hiện nay cũng kết hợp 2 phương pháp làm mát bằng chất lỏng lẫn chất làm lạnh để mang lại hiệu quả cao nhất.
Vậy VinFast VF8 sử dụng phương pháp nào?
Hiện tại VinFast VF 8 được áp dụng phương pháp phổ biến hiện nay, đó là làm mát bằng chất lỏng, giúp mang lại độ hiệu quả cao trong việc giải nhiệt cho hệ thống pin và cũng ít tạo ra ảnh hưởng đến các hệ thống làm mát trên xe.
Vấn đề làm mát pin xe điện vốn bị ảnh hưởng lớn bởi khí hậu và thời tiết từng khu vực, các nước có khí hậu ôn đới như châu Âu và Mỹ có thể ít bị ảnh hưởng hơn nhưng tại Việt Nam và các nước nhiệt đới, hệ thống làm mát rõ ràng sẽ cần những tiêu chí cao hơn.
Cùng với đó, việc sử dụng hệ thống làm mát dạng chất lỏng cũng giúp bảo vệ cụm pin điện khi sạc nhanh DC, giúp giải nhiệt cho bộ phận này khi dòng điện nạp vào nhanh khiến cụm pin sinh ra nhiệt độ cao. Tuy nhiên, trên VinFast VF8 hệ thống điều hòa làm mát khoang xe có sử dụng chung với hệ thống làm mát pin, và đó chính là lý do khi gặp thời tiết nắng nóng như tại Hà Nội và miền bắc trong thời gian qua, đã ảnh hưởng tới hệ thống làm mát pin vì khi đó năng lượng được dồn lại để phục vụ cho việc giải nhiệt cho cụm pin điện.
Và đây cũng chính là câu trả lời vì sao trong đợt cao điểm nắng nóng vừa qua, đã có nhiều người dùng phản ánh về khả năng làm mát của chiếc VinFast VF8, và đợt cập nhật phần mềm và thay thế các linh kiện của hệ thống điều hoà cũng chính là để khắc phục, và nâng cao khả năng làm mát cho chiếc xe.
Hiện Tesla và Audi là các hãng xe áp dụng phương pháp làm mát dạng chất lỏng cho pin điện với hệ thống được tách riêng, khác biệt so với các bộ phận làm mát mô tơ và các hệ thống khác trên xe. Trong đó, các đường ống dẫn chất làm mát sẽ đi xuyên qua cụm pin và đưa khí nóng đến bộ tản nhiệt để tiếp tục vòng tuần hoàn.
Theo Thế Giới Phương Tiện
