Xe ô tô điện: Vì sao hầu hết đều sử dụng bình ắc quy axit 12V?

1. Khái niệm bình ắc quy ô tô điện

Bình ắc uy ô tô điện là bộ phận chiếm vai trò không thể thiếu trong kết cấu xe ô tô điện, làm nhiệm vụ tải điện đến các bộ phận để xe hoạt động. Chính vì thế người dùng cũng cần tìm hiểu một số thông số bình ắc quy 12V ô tô điện.

Điện áp     

Hầu hết các xe ô tô điện đều sử dụng điện áp 12V. Điện áp bình ắc quy ô tô điện được hiểu là hiệu điện áp chênh lệch giữa hai đầu cực ắc quy.

Dung lượng lưu trữ

Khả năng lưu trữ điện của bình ắc quy chính là khái niệm của dung lượng lưu trữ. Đơn vị tính là Ah (Ampe giờ). Dung lượng lưu trữ của cácc loại bình ắc quy ô tô điện thông thường là từ 40 - 100Ah, phổ biến nhất là các mức 40Ah, 45Ah, 50Ah, 60Ah, 75Ah,... Nhà sản xuất sẽ lựa chọn loại ắc quy có dung lượng lưu trữ phù hợp tuỳ thuộc vào dòng xe và nhu cầu xe.

Dòng khởi động nguội

Để khởi động xe, ắc quy cần thực hiện nhiệm vụ cung cấp nguồn điện. Do đó, trong một khoảng thời gian ngắn, ắc quy cần phóng điện để giúp ô tô điện hoạt động. Dòng khởi động nguội CCA (Cold Cranking Amperes) là dòng điện có thể phát ra trong 30 giây khi ắc quy ở trạng thái 0 độ F (tức là 17,7 độ C) cho đến khi hiệu điện thế xuống dưới mức có thể sử dụng. Một ví dụ cụ thể để người dùng dễ hình dung là bình ắc quy có thể cung cấp dòng điện 700 Ampe trong 30 giây tại mức nhiệt độ 17,7 độ C chính là công suất của một bình ắc quy CCA 700.

Kích thước

Một điều kiện vô cùng quan trọng chính là việc lựa chọn kích thước phù hợp đúng với quy chuẩn của từng xe. Điều này giúp tránh những rủi ro không đáng có trong quá trình lắp ráp và sử dụng ắc quy. Thông thường nhà sản xuất sẽ in rõ thông tin kích thước của bình ắc quy ở phần thông số.

Vị trí cọc pin

Thông số cần lưu ý không kém phần quan trọng đó là vị trí cọc pin. Vị trí cọc sẽ được biểu thị bằng chữ cái: chữ L biểu thị trong bình cọc trái, chữ R biểu thị cho bình cọc phải, chữ S biểu thị cho bình có 2 cọc.

Ngoài những thông số trên, người tiêu dùng cần lưu ý thêm về tuổi thọ bình ắc quy ô tô điện. Tuổi thọ thông thường của bình ắc quy là 100.000 km hoặc 4 - 5 năm vận hành. Trên thực tế, tuổi thọ ắc quy sẽ phụ thuộc vào các yếu tố khách quan như: thời tiết, bảo dưỡng, thói quen sử dụng xe của tài xế,...

2. Ô tô điện có những loại ắc quy nào?

Trên thị trường hiện nay sử dụng phổ biến 3 loại bình ắc quy ô tô điện đó là: ắc quy nước, ắc quy khô và ắc quy lithium. Chủ xe có thể sử dụng loại bình ắc quy phù hợp tuỳ thuộc vào nhu cầu sử dụng.

Ắc quy nước

Đây là loại ắc quy sử dụng dung dịch H2SO4 với nồng độ phù hợp kết hợp với lá chì và kim loại xen kẽ nhau. Loại ắc quy này có dòng điện khoẻ nên cho phép ô tô điện di chuyển đường trường và có thể được trang bị cho các dòng xe tải lớn.

Chính vì đặc điểm trên, ắc quy nước có nhiều ưu điểm như: khả năng hoạt động của dòng điện mạnh mẽ, trong thời gian dài có khả năng tự hồi điện khi không sử dụng, có dòng điện khoẻ hơn ắc quy khô, cấu tạo khá đơn giản và dễ tháo lắp để chạy cho các thiết bị điện khác (quạt điện, bóng điện,...).

Bên cạnh đó, ắc quy nước có một số nhược điểm: cứ định kỳ 3 tháng/lần phải bổ sung điện, axit H2SO4 có tính ăn mòn cao, mùi khó chịu nên dễ gây rỉ sắt, so với các loại ắc quy khô thì tuổi thọ sử dụng thường thấp hơn.

Ắc quy khô

Loại bình ắc quy này được cải tiến từ ắc uy nước, không có nút mở với thiết kế kín hoàn toàn. Bên trong bình vẫn chứa axit H2SO4 dưới dạng gel mặc dù gọi là ắc quy khô. Loại ắc quy này phù hợp với phương tiện di chuyển quãng đường ngắn bởi khó sản xuất dòng điện lớn khi khởi động nên không dùng cho các loại xe tải.

Cũng như ắc quy nước, loại ắc quy này cũng có nhiều ưu điểm: tuổi thọ cao và có độ bền, không cần thêm nước định kỳ, hơn nữa còn dễ sử dụng, tiện lợi, sau khi cung cấp một dòng điện lớn có khả năng phục hồi điện áp nhanh, loại ắc uy này thường sạch sẽ hơn các loại ắc quy khác do những thành phần kim loại xung quanh không bị ăn mòn bởi axit, khi ắc quy hoạt động sẽ không gây ra mùi khó chịu do không phát sinh khí ra bên ngoài.

Ngoài những ưu điểm trên, ắc quy khô cũng tồn tại một số nhược điểm như: so với ắc quy nước thì giá thành loại ắc quy này khá cao, ắc quy có thể xảy ra tình huống ắc quy đột ngột hết điện nên người dùng cần sẵn sàng chuẩn bị phương án.

Ắc quy lithium

Loại ắc quy này được đánh giá cao là dòng pin thân thiện với môi trường và có hiệu suất hoạt động mạnh mẽ.

Ắc quy lithium có rất nhiều ưu điểm:

• Tuổi thọ trung bình vượt trội hơn so với các loại ắc quy axit chì.
• Không có kim loại nặng và không bay hơi axit.
• Thời gian sạc nhanh hơn so với ắc quy chì.
• Trọng lượng nhẹ và có thể sạc được nhiều lần.
• Người dùng không lo cạn hay tràn bình do không cần thêm nước.
• Lithium có thể hoạt động liên tục trong 9 giờ nên xe có thể di chuyển với quãng đường dài hơn.
• Người dùng chỉ cần cắm sạc và chờ pin đầu do ắc quy lithium không cần bảo trì.
• Pin lithium đảm bảo độ tin cậy do đã được nhiều hãng xe ô tô điện thửu nghiệm và đánh giá.
• Lượng khí thải bằng 0 nên loại ắc quy này rất thân thiện với môi trường.

Nhưng loại bình ắc quy này có một nhược điểm khá lớn đó là so với ắc quy có cùng thông số thì có giá thành cao gấp từ 2 đến 2,5 lần.

3. Lý do ô tô điện vẫn phải sử dụng bình ắc quy

Một chiếc ô tô điện vẫn không thể thiếu bình ắc quy axit chì 12V thông thường để vận hành các thiết bị như đèn, còi, màn hình trong xe, cần gạt nước, đèn trang trí,...mặc dù đã có pin lithium cỡ lớn có thể tạo ra nguồn điện 800V.

Hệ thống pin cao áp chịu trách nhiệm vận hành động cơ và hệ thống điều hoà, mặc dù vậy hiện nay các thiết bị sử dụng nguồn điện 12V rất thông dụng và có giá thành thấp để làm giảm chi phí sản xuất tối ưu nhất cho ô tô điện. Đây là lý do lớn nhất mà hầu hết các mẫu ô tô điện vẫn trang bị bình ắc quy axit chì 12V.

Lithium-ion là công nghệ pin tiên tiến, có thể sạc được, nhưng nếu không sử dụng xe trong khoảng thời gian nhất định, bộ pin này se bi hư hỏng hoàn toàn. Một khi bị hỏng, chi phí thay thế loại pin này rất tốn kém.

Chính lý do này khiến cho ô tô điện cần bình ắc quy 12V như ô tô xăng để dự trữ và khởi động hệ thống điện giúp máy xe được kích hoạt sau thời gian dài không sử dụng mà không phải thay mới.

Các rơ le nguồn có chức năng tách nguồn điện từ bộ pin cao áp và phần còn lại của hệ thống điện áp cao trong xe. Còn tất cả các ECU trong ô tô điện đều được cấp nguồn từ điện áp thấp. Khi xe không sử dụng hoặc trong trường hợp va chạm, chính vì có sự tách biệt đó mà xe ô tô điện có thể ngắt điện áp cao khỏi điện áp thấp một cách an toàn.

Máy tính đã tự động tắt nguồn pin chính để đề phòng hoả hoạn có thể xảy ra bởi trong trường hợp xảy ra tai nạn hoặc hư hại, bình ắc quy 12V có thể giúp duy trì thiết bị điện như đèn khẩn cấp, đèn chiếu sáng, hệ thống thông tin liên lạc,...

Các bộ phận của bên thứ 3 hoạt động trên điện áp 12V như túi khí, đèn, mô tơ gạt nước, cửa sổ điện, cửa nâng điện, tay lái trợ lực, gương, quạt, phanh trợ lực,... Chính vì thế ngành công nghiệp ô tô điện được tiêu chuẩn hoá như trên đã giúp cho ăcs quy 12V trong tương lai gần và xa hơn vẫn còn chỗ đứng.

Một đặc điểm vừa là điểm mạnh lại vừa là điểm yếu của pin lithium-ion có điện áp rất cao. Pin lithium-ion cần dự trữ rất nhiều năng lượng để có thể khởi động và vận hành một chiếc ô tô điện hoạt động trơn tru. Ngược lại, điều này cũng ảnh hưởng đến sự an toàn của người sử dụng khi không cẩn thận. Ngoài ra, xe còn có nhiều nguy cơ gặp tình trạng chết máy nếu xảy ra tai nạn, bộ pin chính sẽ tự động tắt nhằm tránh hoả hoạn.

Bình ắc quy 12V sẽ giúp giải quyết được những vấn đề về vận hành của nhiều bộ phận phụ trong ô tô điện, giúp xe hoạt động tốt hơn, đồng thời giúp tránh các trường hợp xấu xảy ra nếu chỉ có một bộ pin có điện áp cao.

Bình ắc quy có khả năng tồn tại ngay khi nhiệt độ xuống rất thấp bên cạnh công dụng của pin lithium-ion là có thể sạc, độ bền cao, điện áp khủng và chống thấm nước. Việc lắp bình ắc quy 12V là cần thiết để ô tô điện chạy tốt ở nhiều khu vực khác nhau, kể cả những khu vực có nhiệt độ xuống dưới mức đóng băng.

4. Vai trò của bình ắc quy trong ô tô điện

Bình ắc quy 12V có vai trò không thể thiếu trong những dòng xe ô tô điện hiện đại ra đời sau này. Nó không chỉ giúp lưu trữ và cung cấp nguồn điện cho bộ pin chính mà còn tránh tình trạng chết pin sau thời gian dài không sử dụng. Như đã nói ở lý do cần có của bình ắc quy 12V ở trên, vai trò của nó được đánh giá cao trong việc hỗ trợ vânh hành các bộ phận phụ tải.

Điều này một lần nữa được khẳng định qua việc sử dụng bình ắc quy sẽ tránh được tình huống xấu do điện áp cao từ pin chính gây ra. Ngoàu ra nó còn giúp xe vận hành trong trường hợp hệ thống phát điện xảy ra sự cố. Một vai trò lớn của ắc quy là giúp người dùng giảm chi phí sửa chữa vì nó rất rẻ, dễ tìm thấy ở khắp mọi nơi, từ đó tăng độ bền cho pin chính.

5. Các dấu hiệu cho thấy ắc quy ô tô hết điện và cách xử lý

Những dấu hiệu cho thấy ắc quy hết điện mà chủ xe cần nhanh chóng kiểm tra để sửa chữa hoặc thay mới kịp thời:

• Đèn báo bật sáng: Thông thường ắc quy cần thay mới sau 2 - 3 năm sử dụng để đảm bảo xe luôn vận hành ổn định, nhưng khi gặp trường hợp đèn báo lỗi ắc quy bật sáng cho thấy dấu hiệu ắc quy yếu, hết điện. Trong tình huống này, tài xế cần kiểm tra ngay để có những phương án xử lý.
• Khởi động xe khó khăn: Xe không thể khởi động được là do bình ắc quy hết điện, lúc này ắc quy rơi vào tình trạng yếu, dòng điện không đủ mạnh để kích hoạt quá trình khởi động, xe rất khó nổ máy.
• Đèn chiếu sáng chập chờn: Khả năng cao ắc quy đang gặp vấn đề nếu xảy ra tình trạng đèn chiếu sáng yếu, chập chờn lúc sáng lúc mờ.
• Biến dạng vỏ ắc quy: Chủ xe cần thay bình ắc quy mới ngay lập tức nếu phát hiện vỏ bình ắc quy có dấu hiệu sưng phù, biến dạng.

Cách xử lý khi ắc quy hết điện khi chưa kịp đem ô tô điện đi bảo dưỡng:

• Cách làm thủ công là tắt các thiết bị đang dùng điện trên ô tô để tiết kiệm điện cho bình ắc quy, giúp nạp điện cho ắc quy nhanh hơn.
• Kiểm tra tình trạng dẫn điện bằng cách vệ sinh các đầu cưcc=j của bình ắc quy. Tình trạng "chập mạch" có thể xảy ra do bình ắc quy dẫn điện không tốt. Lúc vệ sinh nên chú ý không để các đầu kẹp va chạm rất dễ xảy ra cháy nổ.
• Có thể câu điện từ ô tô khác để nạp thêm điện cho bình ắc quy khi trong trường hợp cấp bách cần sự trợ giúp của các xe khác đang di chuyển trên đường để khởi động lại ô tô điện và đi đến nơi có thể thay được bình ắc quy.

Bình ắc quy 12V của ô tô điện có nhiệm vụ quan trong trong việc cấp điện cho những thiết bị điện trên xe. Chính vì thế, người dùng cần kiểm tra bình ắc quy thường xuyên khi nhận thấy xe có dấu hiệu bất thường như động cơ khởi động yếu, đèn chiếu sang không ổn định. Từ đó, đưa ra hướng khắc phục kịp thời để giúp cho xe ô tô điện hoạt động liên tục và ít gặp rủi ro trên đường đi, đặc biệt là những chuyến đi dài.