Thời gian gần đây, BYD vừa cho ra mắt công nghệ đột phá khi có thể giúp xe điện sạc được thêm quãng đường 400 km chỉ trong 5 phút. Trong khi đó, thị trường Mỹ – vốn từng được xem là tiên phong của sân chơi xe điện với Tesla – vẫn chưa có công nghệ này, hay do họ cảm thấy công nghệ này không thực sự cần thiết?

BYD Han L

Việc các nhà sản xuất ô tô điện Trung Quốc đang bỏ xa đối thủ phương Tây là thực tế đang diễn ra, thậm chí sự vượt trội về công nghệ của họ vừa đạt đến một tầm cao hơn khi thời gian gần đây, BYD vừa ra mắt một công nghệ đột phá có khả năng sạc thêm quãng đường 400 km với tốc độ gần bằng thời gian đổ đầy bình xăng (4-5 phút).

Việc rút ngắn thời gian sạc từ tiêu chuẩn hiện tại là 15–40 phút xuống chỉ vài phút là một bước tiến lớn đối với ngành công nghiệp xe hơi điện. Vậy tạ sao người Mỹ, vốn từng là người tiên phong với ngành công nghiệp xe điện với Tesla, lai dần trở nên tụt lại trong cuộc đua này? Điều đó đặt ra câu hỏi, Mỹ thật sự đang thua trong cuộc chơi mà họ từng đứng đầu hay họ cảm thấy công nghệ sạc siêu tốc của BYD không thực sự cần thiết để đầu tư phát triển?

BYD và cú bứt phá trong công nghệ sạc nhanh

Thứ cốt lõi mà BYD giới thiệu không phải là bộ sạc mới mà là công nghệ trên chính chiếc xe. Nghĩa là nếu các hãng xe khác muốn bắt kịp năng lực này, họ sẽ phải thiết kế lại xe từ đầu.

Nền tảng “Super e-Platform” mới của BYD vừa xuất hiện trên hai mẫu xe Han L (sedan) và Tang L (SUV) – tên gọi ở thị trường quốc tế. Tuyên bố khiến giới công nghệ chú ý nhất đó chính là: “chỉ cần 5 phút sạc là có thể tăng thêm 400 km phạm vi di chuyển”. Ngay cả khi điều chỉnh con số đó theo chuẩn EPA khắt khe hơn (thay vì theo ước tính “hào phóng” để phục vụ cho mục tiêu marketing của Trung Quốc), kết quả vẫn là khoảng 265 km. Đây là một con số vượt xa mọi đối thủ.

Tesla cũng từng tuyên bố mẫu Model Y mới của họ có thể sạc thêm 169 dặm (~272 km) sau 15 phút. Như vậy khi đặt lên bàn cân, tốc độ sạc của BYD nhanh gấp 3 lần, trong khi giá bán của Han L tại Trung Quốc ngang với Model Y.

Tesla Model Y mới

Lợi thế từ công nghệ pin đến hệ điện của BYD

Điểm mấu chốt chính là ở pin. BYD đã đạt được những đột phá mà các hãng xe khác sẽ cần phải học theo nếu muốn sánh kịp. Bryan McCloskey — Giáo sư kỹ thuật hóa học chuyên về pin tại Đại học California, Berkeley — cho biết nếu dồn quá nhiều năng lượng vào một cell pin không được thiết kế đủ khả năng tiếp nhận và xử lý mức tải đó sẽ gây nên hậu quả cực kỳ nghiêm trọng. Khi các ion lithium trong một cell pin di chuyển quá nhanh giữa các cực trong quá trình sạc sẽ gây nên hiện tượng gọi là “lithium plating” theo thời gian (hay còn gọi là “lắng đọng kim loại”). Bên cạnh đó việc sạc quá nhanh có thể sinh nhiệt dư thừa và làm giảm tuổi thọ pin. Cả hai yếu tố này đều có thể kích hoạt các phản ứng không mong muốn bên trong cell, làm giảm dần dung lượng pin theo thời gian và, trong trường hợp tồi tệ nhất, dẫn đến sự cố cháy nổ nghiêm trọng.

Tuy nhiên, BYD tuyên bố rằng họ đã giảm đáng kể điện trở bên trong pin “Blade” mới, giúp ion di chuyển mượt mà hơn và kiểm soát tốt nhiệt độ ở cả cấp độ tế bào lẫn cụm pin. Đồng thời, họ dường như cũng đã kiểm soát hiệu quả vấn đề nhiệt độ cả ở cấp độ cell lẫn toàn bộ cụm pin.

Ảnh render của hệ pin Balde Battery mới của BYD

Giáo sư McCloskey nhận định việc BYD sạc đầy 60% dung lượng của Han L chỉ trong 5 phút là điều “cực kỳ ấn tượng”. Tuy nhiên, ông cũng lưu ý cần thêm theo dõi thêm hiệu suất của loại pin này sau vài năm sạc – xả liên tục để kiểm chứng có bất cứ sự cố nào xảy ra hay không.

Một lưu ý quan trọng khác, thường thì một viên pin khi được thiết kế thì chỉ có thể ưu tiên mạnh ở một trong hai khía cạnh “trữ năng lượng nhiều” hoặc “sạc siêu nhanh”, chứ không thể cả hai. Do đó, loại pin lithium-iron-phosphate mà BYD phát triển dù sạc nhanh, nhưng có thể sẽ không tích trữ được nhiều năng lượng như các đối thủ. Điều này lý giải vì sao phạm vi hoạt động theo tiêu chuẩn EPA của BYD Han L chỉ dưới 300 dặm (~480 km). Đây là con số tạm ổn, nhưng không quá xuất sắc.

Bên cạnh pin, hệ thống điện của xe cũng phải đủ mạnh để “chịu đựng” công suất khổng lồ. Vì thế, nền tảng Super e-Platform được thiết kế với công suất lên tới 1.000 kilowatt, 1.000 volt và 1.000 amp. Đây là những con số chưa từng có trong xe điện thương mại. Trong thế giới xe điện, kilowatt càng cao thì sạc càng nhanh. Model Y hiện hỗ trợ sạc tối đa 250 kW. Lucid Gravity — hiện đang là mẫu xe sạc nhanh nhất tại Mỹ — có thể đạt mức 400 kW. Trong khi đó, BYD là hãng đầu tiên chế tạo xe điện có thể tiếp nhận 1 megawatt (1.000 kW).

Ảnh render của nền tảng Super e-plaform của BYD

Hệ thống điện 1.000 volt chính là yếu tố then chốt giúp BYD đạt được mức công suất sạc cao như vậy, và BYD khẳng định đây cũng là một dấu mốc tiên phong khác của hãng. Theo các định luật vật lý, khi điện áp tăng, thì có thể truyền tải công suất sạc cao hơn mà vẫn giữ được dòng điện (hay còn gọi là ampe) ở mức ổn định hoặc chỉ tăng nhẹ. Điều này giúp tăng tốc độ sạc mà không tạo ra quá nhiều nhiệt – vấn đề lớn nhất của quá trình sạc nhanh.

Vì sao phương Tây chưa có công nghệ này?

Nếu hệ thống điện 1.000 volt tốt đến vậy, tại sao các hãng xe toàn cầu chưa đồng loạt áp dụng? Câu trả lời là thật ra họ đã có áp dụng, nhưng đây không phải là một việc dễ dàng.

Có thể kể ra một vài ví dụ như Hyundai Ioniq 5, Porsche Macan Electric và Tesla Cybertruck dùng hệ 800 volt, Lucid Gravity thậm chí còn nâng tiêu chuẩn cao hơn với kiến trúc điện 926 volt. Nhưng 400 volt vẫn là chuẩn công nghiệp hiện nay, và việc chuyển sang chuẩn cao hơn sẽ khiến chi phí phát triển đội lên đáng kể. Phần lớn linh kiện và thiết bị hiện nay được thiết kế để tương thích với điện áp 400 volt, nên việc phát triển hệ thống điện áp cao hơn đòi hỏi chi phí nghiên cứu và phát triển lớn hơn cho các hãng xe. Đây là lý do nhứ nhất!

Và chúng ta sẽ đến lý do thứ hai vì sao bước nhảy vọt này lại xảy ra ở Trung Quốc chứ không phải Mỹ. Cần hiểu rằng thị trường xe điện tại Trung Quốc đã đi trước thế giới phương Tây rất xa. Chính phủ Trung Quốc đã đầu tư hàng trăm tỷ USD nhằm biến ngành công nghiệp ô tô của mình thành một thế lực toàn cầu. Bên cạnh đó, nhu cầu tiêu dùng mạnh mẽ và sự cạnh tranh khốc liệt giữa các nhà sản xuất xe điện trong nước tạo ra áp lực liên tục buộc các hãng phải không ngừng đổi mới để giữ vững vị thế.

“Rất nhiều đổi mới được thúc đẩy bởi thực tế là cứ mỗi 6 đến 7 tuần lại có một thông báo công nghệ hay phát kiến mới từ Huawei, Zeekr hay Xpeng. Còn ở Bắc Mỹ, tên tuổi nào đang thực sự tạo áp lực cạnh tranh cho Tesla?” – dẫn lời Tu Le, Giám đốc Điều hành công ty tư vấn Sino Auto Insights, khi đề cập đến một vài trong số những thương hiệu xe điện tiên tiến hàng đầu Trung Quốc.

Câu chuyện tram sạc và liệu công nghệ sạc siêu tốc (megawatt) có thực sự cần thiết?

Xe chỉ là một phần của bài toán. Để có thể triển khai sạc megawatt tại Mỹ, cần có hệ thống trạm sạc công suất cực cao như BYD đã giới thiệu cùng nền tảng Super e-Platform.

BYD đã giới thiệu trạm sạc 1.360 kW và cho biết họ có kế hoạch triển khai 4.000 trạm loại này trên toàn Trung Quốc. Mỗi trạm được trang bị hai dây sạc, cho phép người dùng cắm đồng thời vào hai cổng sạc của các mẫu Han L hoặc Tang L để tối đa hóa công suất sạc. BYD cũng cho biết người dùng có thể kết nối xe với hai trạm sạc tiêu chuẩn cùng lúc để “nhân đôi” tốc độ nạp năng lượng.

Trạm sạc 1.360 kW của BYD

Trong khi đó, hầu hết trạm sạc nhanh DC tại Mỹ chỉ dừng lại ở mức 150–350 kW. Tuy nhiên, các lãnh đạo ngành sạc xe điện chia sẻ với chuyên trang công nghệ InsideEVs rằng, về mặt kỹ thuật, không có quá nhiều rào cản để triển khai sạc megawatt tại Mỹ, ngoài vấn đề thiếu nhu cầu thực tế từ phía người dùng.

Một số công ty như Tesla đã và đang phát triển trạm sạc megawatt dành cho xe tải điện hạng nặng – vốn sở hữu bộ pin cực lớn và cần sạc siêu nhanh để tối ưu thời gian hoạt động. Hãng sản xuất thiết bị sạc Kempower cũng đang phát triển một đơn vị sạc 1,2 MW dành cho xe đầu kéo điện.

Các xe đầu kéo điện của BYD được sử dụng bởi công ty Pepsi tại Mỹ.

“Về hạ tầng, chúng ta hoàn toàn có thể làm được”, Andrew Cornelia — CEO của Mercedes-Benz High-Power Charging (đơn vị vận hành trạm sạc 400 kW) khẳng định. Ông Jed Routh – Phó Chủ tịch phụ trách thị trường và sản phẩm của Kempower tại Bắc Mỹ cũng cùng chung quan điểm: “Thực ra mục tiêu của chúng tôi chưa bao giờ là sạc ô tô trong 10 phút. Không có lý do gì mà chúng tôi không thực hiện được. Về công nghệ, đó là cùng một nền tảng miễn là xe có thể tiếp nhận mức sạc đó”.

Nói cách khác, sạc megawatt trong 5 phút là điều hoàn toàn khả thi ở Mỹ. Nhưng câu hỏi là: “liệu có thực sự cần thiết?”.Một số chuyên gia và lãnh đạo trong ngành xe điện vẫn chưa bị thuyết phục với cái gọi là “bước đột phá” của BYD. Ông Andrew Cornelia gọi công nghệ của BYD là một “bước ngoặt mang tính biểu tượng”, nhưng ông cũng nhấn mạnh rằng thời gian dừng lại tại các trạm xăng truyền thống thường là khoảng 10 đến 12 phút. “Vì vậy, đó mới là con số thực tế mà chúng tôi đang hướng tới. Và liệu có cần phải sạc trong 5 phút không? Câu trả lời có lẽ là không”.

Có thể kết luận rằng: người Mỹ hoàn toàn có khả năng triển khai công nghệ sạc megawatt, nhưng họ chưa thực sự mặn mà bởi không cảm thấy cấp thiết, phần vì chưa có áp lực cạnh tranh đủ lớn, phần vì chi phí đầu tư cho hạ tầng mới quá cao. Việc xây dựng các trạm sạc siêu nhanh này thường kéo theo yêu cầu nâng cấp lưới điện, một quá trình vừa tốn kém vừa mất nhiều thời gian tại nhiều khu vực.

—

Nguồn: InsideEVs, CarNewsChina