Công nghệ mới giúp giảm nguy cơ cháy nổ pin xe điện: Bước tiến đột phá?

Những công nghệ mới sẽ giúp giảm thiểu khả năng cháy nổ của pin xe điện.

Công nghệ an toàn phần mềm SentinelX của Qnovo được phát triển nhằm giảm thiểu nguy cơ cháy nổ pin bằng cách giám sát hiệu suất theo thời gian thực, từ đó phát hiện và xử lý kịp thời các dấu hiệu bất thường.

Theo Nadim Maluf, đồng sáng lập kiêm CEO của Qnovo, pin lithium-ion sẽ suy giảm dung lượng theo thời gian, nhưng trong một số điều kiện nhất định, quá trình lão hóa có thể diễn ra nhanh hơn, ảnh hưởng đến khả năng đáp ứng các thông số kỹ thuật bảo hành. Để giải quyết vấn đề này, SentinelX có khả năng nhận diện các cell pin có dấu hiệu bất thường và đánh dấu để bảo dưỡng trước khi chúng trở thành mối đe dọa đến hiệu suất và an toàn.

Ngoài ra, hệ thống này còn tối ưu hóa quản lý pin trong quá trình sạc nhanh, giúp phân bổ năng lượng hợp lý để tránh quá tải lên các cell cụ thể. Theo nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley, sạc nhanh có thể là tác nhân gây mất kiểm soát nhiệt, làm tăng nguy cơ cháy nổ. Do đó, việc tối ưu hóa dòng điện trong các chu kỳ sạc không chỉ giúp kéo dài tuổi thọ pin mà còn giảm thiểu rủi ro an toàn.

Qnovo khẳng định phần mềm của họ cung cấp dữ liệu chi tiết về trạng thái và lịch sử hoạt động của từng cell pin, giúp các nhà sản xuất dễ dàng đánh giá độ an toàn và hiệu suất pin trong suốt vòng đời sản phẩm. Maluf nhấn mạnh: "Chúng tôi thu thập dữ liệu mở rộng từ quá trình thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và từ thực tế vận hành trên đường, cho phép kiểm chứng chính xác tình trạng pin và triển khai các biện pháp quản lý hiệu quả."

Qnovo kỳ vọng sẽ triển khai phần mềm này trên các mẫu xe điện thương mại ngay trong năm nay, góp phần nâng cao tiêu chuẩn an toàn và độ bền của hệ thống pin trong ngành công nghiệp ô tô điện.

Giám sát độ an toàn của pin xe điện

Hệ thống quản lý pin và phần mềm chẩn đoán của LG Energy Solution được thiết kế để phát hiện sớm các bất thường, giúp giảm thiểu nguy cơ cháy nổ trước khi sự cố xảy ra.

Theo LG Energy Solution, hệ thống này đạt tỷ lệ chẩn đoán chính xác trên 90%, nhờ khả năng giám sát liên tục các dấu hiệu bất thường như đoản mạch không liên tục giữa cực dương và cực âm, dao động điện áp ngắn và các vấn đề suy giảm hiệu suất xảy ra trong khoảng từ 30 đến 70 ngày.

Bên cạnh các giải pháp phần mềm, nhiều công ty khác đang tập trung phát triển các biện pháp vật lý nhằm nâng cao độ an toàn cho pin xe điện. Nhà sản xuất keo dán Henkel đã phát triển lớp phủ chống cháy và chịu nhiệt cho pin lithium-ion, giúp hạn chế rủi ro quá nhiệt. Lớp phủ vỏ pin của công ty này không chỉ giúp ngăn nhiệt độ cao thoát ra ngoài mà còn duy trì sự ổn định nhiệt bên trong bộ pin.

Trong khi đó, tập đoàn công nghệ Oerlikon của Thụy Sĩ đã nghiên cứu và phát triển nhiều giải pháp phòng cháy, bao gồm tấm chắn nhiệt composite có thể giảm nhiệt độ từ 1.000°C xuống dưới 400°C, hạn chế nguy cơ lan truyền nhiệt. Ngoài ra, công ty còn triển khai các công nghệ chuyển hướng khí nóng từ cell pin để phân tán nhiệt và tách biệt các cell nhằm giảm thiểu tác động của hiện tượng phồng pin trong quá trình sạc.

Những công nghệ bảo vệ này không chỉ giới hạn ở ngành công nghiệp ô tô mà còn được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử tiêu dùng. Dù có kích thước nhỏ hơn đáng kể so với bộ pin EV nặng tới 1.000 pound, pin lithium-ion trong thiết bị điện tử vẫn có nguy cơ cháy nổ. Do đó, các nhà sản xuất đang tích cực áp dụng lớp phủ chống cháy và tấm chắn nhiệt để tăng cường độ an toàn – một xu hướng mà ngành xe điện có thể mở rộng ở quy mô lớn hơn.

Bên cạnh các giải pháp phòng cháy, việc nghiên cứu các công nghệ pin mới cũng đang mở ra những triển vọng đầy hứa hẹn. Theo Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, pin thể rắn có thể nâng cao đáng kể tính an toàn của xe điện nhờ chất điện phân rắn ít bị mất ổn định nhiệt và phản ứng hóa học dữ dội hơn so với pin lithium-ion truyền thống. Các hãng xe lớn như Toyota, Mercedes-Benz và Honda đang đẩy mạnh nghiên cứu và phát triển công nghệ này để ứng dụng vào sản xuất thương mại trong tương lai.

Ngoài ra, việc tìm kiếm các vật liệu thay thế cũng thu hút sự quan tâm lớn. General Motors (GM) đã bắt đầu sử dụng than chì tổng hợp trong sản xuất pin, giúp giảm tới 90% lượng khí thải carbon so với than chì tự nhiên và giảm sự phụ thuộc vào chuỗi cung ứng từ Trung Quốc.

Trong khi đó, nhiều nghiên cứu đang hướng đến việc thay thế lithium-ion bằng các công thức hóa học mới, nhằm cải thiện mật độ năng lượng và độ an toàn của pin EV. Các lựa chọn tiềm năng như pin ion natri, lithium-lưu huỳnh và kẽm-carbon đang thu hút sự chú ý, dù chưa có công nghệ nào đạt đủ tính khả thi để triển khai trên quy mô lớn.

Những bước tiến này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất và độ an toàn của pin xe điện mà còn góp phần quan trọng vào việc phát triển một ngành công nghiệp ô tô bền vững hơn trong tương lai.

Pin EV an toàn hơn có ý nghĩa kinh doanh

Việc cải thiện độ ổn định của pin xe điện (EV) không chỉ mang lại lợi ích cho người dùng mà còn có tác động đáng kể đến toàn bộ thị trường EV. Theo nghiên cứu từ ABI Research, các công nghệ quản lý pin tiên tiến có thể giúp các nhà sản xuất ô tô tiết kiệm tới 18 tỷ USD mỗi năm vào năm 2030. Khoản tiết kiệm này chủ yếu đến từ việc kéo dài tuổi thọ pin, giảm tỷ lệ hư hỏng và tối ưu hóa chi phí sản xuất.

Bên cạnh đó, hệ thống quản lý pin thông minh còn mở ra cơ hội tối ưu hóa chuỗi cung ứng bằng cách cho phép các hãng xe linh hoạt lựa chọn nguồn cung pin từ nhiều nhà sản xuất khác nhau. Điều này không chỉ giúp giảm sự phụ thuộc vào một nhà cung cấp duy nhất mà còn tạo lợi thế cạnh tranh đáng kể trong ngành công nghiệp xe điện.

Theo ông Maluf, chuyên gia trong lĩnh vực công nghệ pin: "Phần mềm pin thông minh cho phép các nhà sản xuất tìm kiếm nguồn cung từ nhiều nhà cung cấp cho cùng một ứng dụng, mang lại lợi thế cạnh tranh vượt trội."

Mặc dù những cải tiến trong công nghệ pin mang lại nhiều lợi ích, một số chuyên gia cho rằng việc phổ biến các giải pháp an toàn này đến tay người tiêu dùng sẽ cần nhiều thời gian.

Bruno Lucarelli, nhà sáng lập kiêm đối tác quản lý tại EV Safety Inc., nhận định: "Những hệ thống pin tiên tiến là các thiết bị công nghệ có chi phí rất cao. Nếu không có bước đột phá lớn về vật liệu, thì chỉ những mẫu EV đắt tiền hơn mới được trang bị những công nghệ an toàn tối ưu."

Chi phí thay thế hoặc sửa chữa pin cũng là một trong những rào cản lớn đối với khách hàng tiềm năng. Theo khảo sát của AAA, có đến 55% người mua xe tại Mỹ bày tỏ lo ngại về vấn đề này. Nếu công nghệ pin có thể cải thiện độ an toàn và độ bền, người dùng sẽ ít phải bảo trì và thay thế pin hơn, giúp giảm tổng chi phí sở hữu xe điện.

Bên cạnh rủi ro cháy nổ, pin vẫn là yếu tố then chốt trong quá trình phát triển xe điện. Các hãng xe đang đối mặt với nhiều thách thức như thời gian sạc kéo dài và phạm vi hoạt động hạn chế, vốn là những rào cản chính đối với người tiêu dùng.

Ngoài ra, chi phí pin vẫn là một vấn đề quan trọng. ABI Research nhấn mạnh rằng việc cải tiến công nghệ pin không chỉ giúp nâng cao hiệu suất và độ an toàn mà còn góp phần đáng kể vào việc giảm giá thành xe điện, mở rộng khả năng tiếp cận của người tiêu dùng trên toàn cầu.

Nhìn chung, trong tương lai, việc kết hợp các công nghệ quản lý pin thông minh với những đột phá về vật liệu có thể giúp xe điện trở nên an toàn hơn, bền bỉ hơn và tiết kiệm hơn – tạo tiền đề cho sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp xe điện.