Đến năm 2025, ô tô điện trở nên phổ biến hơn bao giờ hết, dù nhu cầu tại Mỹ có dấu hiệu chững lại do giá bán tăng cao và sự xuất hiện ngày càng nhiều của các mẫu xe hybrid có giá hợp lý hơn.

Dù có mặt trên thị trường chưa lâu, ngành công nghiệp xe điện đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là trong lĩnh vực công nghệ pin. Lưu trữ năng lượng vẫn là bài toán lớn mà các hãng xe phải đối mặt, khiến họ đầu tư không ít thời gian và nguồn lực để cải thiện.

Trong thập kỷ qua, các "ông lớn" trong ngành xe điện và công nghệ lưu trữ năng lượng đã đạt được những bước tiến quan trọng, giúp phạm vi hoạt động của xe điện tăng gấp đôi so với chỉ 5 năm trước.

Các hãng xe cũng đặt ra những kế hoạch đầy tham vọng cho tương lai của công nghệ pin. Tuy nhiên, phần lớn đều đang tạm hoãn kế hoạch chuyển đổi hoàn toàn sang xe điện, do nhận thấy thị trường chưa sẵn sàng và chi phí phát triển vẫn ở mức quá cao.

Pin vẫn là bộ phận đắt đỏ nhất trên một chiếc xe điện, bởi giá thành của các nguyên liệu quý hiếm để sản xuất pin lithium-ion luôn ở mức cao. Tuy nhiên, công nghệ pin đã có nhiều cải thiện đáng kể về tuổi thọ, phạm vi hoạt động, độ bền và tốc độ sạc.

Những bước tiến trong 10 năm qua được đánh giá là một trong những cải tiến quan trọng nhất của ngành công nghiệp xe điện, và tốc độ phát triển này dự kiến sẽ tiếp tục tăng nhanh khi các hãng xe trên toàn cầu nỗ lực giảm lượng khí thải carbon.

Dữ liệu trong bài viết này được tổng hợp từ các trang web chính thức của nhà sản xuất và nhiều nguồn đáng tin cậy khác, bao gồm Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA).

GM EV1 - Cột mốc đầu tiên của xe điện hiện đại

Trước khi nhìn lại sự phát triển của công nghệ pin trong thập kỷ qua, cần nhắc đến một trong những mẫu xe điện tiên phong tại Mỹ - GM EV1. Đây là mẫu coupe chạy điện cỡ nhỏ ra mắt với kỳ vọng chiếm lĩnh một phân khúc đặc thù trên thị trường.

Tuy nhiên, do không đạt hiệu quả kinh tế, dự án bị khai tử, gần như toàn bộ xe thử nghiệm bị thu hồi và tiêu hủy.

Thế hệ đầu tiên của GM EV1 được trang bị bộ pin chì-axit 16,5 kWh, giúp xe di chuyển tối đa 55 dặm (88 km) trước khi cần sạc. Ở giai đoạn cuối vòng đời, GM nâng cấp xe lên bộ pin nickel-metal hydride 26,4 kWh, giúp quãng đường di chuyển tăng lên 142 dặm (228 km).

Về hệ truyền động, GM EV1 sử dụng mô-tơ xoay chiều ba pha kết hợp bộ biến tần IGBT, sản sinh công suất 137 mã lực và mô-men xoắn 110 lb-ft. Xe tăng tốc 0-96 km/h trong 8 giây, tốc độ tối đa 128 km/h.

GM còn hợp tác với Delco Electronics để phát triển bộ sạc Magne Charge, cho phép sạc đầy pin trong 6-8 giờ. Dù thất bại về mặt thương mại, GM EV1 vẫn là một bước đệm quan trọng, đặt nền móng cho sự phát triển của xe điện sau này.

Chevrolet Bolt EV - Xe điện phổ thông đầu tiên của GM

Chevrolet Bolt EV và phiên bản mở rộng Bolt EUV là những minh chứng rõ ràng nhất cho sự tiến bộ của công nghệ pin kể từ thời GM EV1. Dù Tesla khi đó đã có các bộ pin mạnh mẽ trên Model 3, nhưng Bolt EV với giá cả hợp lý và thiết kế nhỏ gọn lại là đại diện tiêu biểu hơn khi xét về sự phát triển chung của ngành.

Được trang bị bộ pin lithium-ion 66 kWh do LG Chem cung cấp, Bolt EV có thể di chuyển tới 259 dặm (417 km) sau mỗi lần sạc đầy, với mức tiêu thụ năng lượng trung bình 29 kWh/100 dặm theo tiêu chuẩn EPA. Chủ xe có thể tiết kiệm khoảng 5.250 USD tiền nhiên liệu trong 5 năm so với xe chạy xăng thông thường, với chi phí sạc khoảng 650 USD/năm.

Công nghệ pin ngày càng tối ưu cũng giúp xe điện khai thác hiệu suất tốt hơn. Chevrolet Bolt EV sử dụng mô-tơ nam châm vĩnh cửu, sản sinh 200 mã lực và mô-men xoắn 266 lb-ft, cho khả năng tăng tốc 0-96 km/h trong 6,5 giây, tốc độ tối đa 150 km/h.

Lucid Air Grand Touring - Định nghĩa mới về công nghệ pin

Hiện tại, Lucid Air Grand Touring được xem là chuẩn mực mới của pin xe điện tại Mỹ. Mẫu sedan hạng sang này sở hữu bộ pin lithium-ion 112 kWh do LG Chem cung cấp, mang lại phạm vi hoạt động lên tới 512 dặm (824 km) trên bộ mâm 19 inch, với mức tiêu thụ năng lượng trung bình 26 kWh/100 dặm.

Với công nghệ pin này, chủ xe có thể tiết kiệm tới 5.500 USD trong 5 năm, với chi phí sạc điện khoảng 600 USD/năm.

Lucid Air còn gây ấn tượng với công nghệ sạc nhanh lên tới 300 kW, giúp sạc từ 10-80% trong 23 phút hoặc bổ sung 200 dặm (320 km) chỉ trong 12 phút.

Hệ truyền động gồm hai mô-tơ nam châm vĩnh cửu sản sinh tổng công suất 819 mã lực và mô-men xoắn 885 lb-ft, giúp xe tăng tốc 0-96 km/h trong 3 giây trước khi đạt tốc độ tối đa 270 km/h.

Tương lai của công nghệ lưu trữ năng lượng cho xe điện

Thập kỷ tới sẽ chứng kiến những đột phá quan trọng trong công nghệ pin, định hình tương lai của xe điện. Mercedes-Benz và Factorial Energy dự kiến ra mắt pin thể rắn với mật độ năng lượng 450 Wh/kg vào năm 2030.

Toyota cũng đầu tư mạnh vào pin thể rắn và đặt mục tiêu trang bị công nghệ này trên xe điện từ năm 2028, hứa hẹn phạm vi hoạt động lên tới 745 dặm (1.200 km) chỉ sau một lần sạc.

BMW đang phát triển nền tảng xe điện Neue Klasse với pin Gen6, tối ưu hóa hiệu suất và mật độ năng lượng, phù hợp với mục tiêu giảm 40% lượng khí thải CO₂ trong vòng đời xe vào năm 2030.

Trong khi đó, các công ty Trung Quốc như Zeekr và CATL dẫn đầu về công nghệ sạc nhanh. Pin của Zeekr có thể sạc tới 80% chỉ trong hơn 10 phút, trong khi pin Shenxing Plus của CATL có thể cung cấp 350 dặm (563 km) phạm vi di chuyển chỉ sau 10 phút sạc.

Liên minh châu Âu cũng đã công bố kế hoạch hỗ trợ ngành công nghiệp ô tô, hướng tới mục tiêu xe không phát thải vào năm 2035. Kế hoạch này bao gồm khoản đầu tư 1,8 tỷ euro để đảm bảo nguồn cung nguyên liệu thô cho pin, mang lại lợi ích cho các công ty như ACC - nhà sản xuất pin của Pháp do Stellantis, Mercedes và TotalEnergies đồng sở hữu.

An Nhiên (Theo TopSpeed)