Nhờ kiểm soát thành công công nghệ pin lithium-ion vốn dễ bay hơi, và trang bị cho xe pin với dung lượng lớn mà chi phí không bị đội lên quá cao, Toyota tự tin xe điện của hãng sẽ đảm bảo an toàn.

Các kỹ sư của Toyota mới đây cho biết, thương hiệu ô tô này sẽ chính thức nhảy vào thị trường xe điện vốn đang là xu hướng hot hiện nay. Đó là nhờ họ đã kiểm soát thành công công nghệ pin lithium-ion vốn dễ bay hơi, và trang bị cho xe pin với dung lượng lớn mà chi phí không bị đội lên quá cao. Trong khi các đối thủ như Tesla và Nissan đã bắt đầu ứng dụng công nghệ pin lithium-ion từ cách đây cả gần thập kỷ, Toyota tỏ ra chậm chân hơn do các lo ngại về chi phí, kích thước, và độ an toàn của pin. Pin Lithium-ion có thể gặp tình trạng không ổn định và được cho là nguyên nhân gây ra những thảm họa cháy nổ như vụ cháy điện thoại Galaxy Note 7 của Samsung, hay máy bay Dreamliner của Boeing.

Với việc Toyota tự tin đã "thuần hóa" thành công pin lithium-ion giúp loại pin này đảm bảo an toàn, các hãng sản xuất ô tô khác cũng sẽ có thêm sự khích lệ để phát triển công nghệ này, tạo ra một thị trường xe ô tô điện sôi động trong tương lai. Toyota cho biết, dòng xe Prius Prime sẽ có phiên bản dùng pin lithium-ion, với mức năng lượng đủ để xe đi khoảng 60 km trước khi động cơ dùng nhiên liệu được kích hoạt. Tuy nhiên, người dùng nên lưu ý rằng phương pháp để xác định quãng đường mà chế độ điện của xe hoạt động là khác nhau nên con số thực tế sẽ thấp hơn 60 km.

Đảm bảo an toàn

Toyota dat tham vong lon vao thi truong xe dien - Anh 1

Pin trên nhiều mẫu xe hiện nay sử dụng một hỗn hợp các chất hóa học gồm niken, coban và mangan. Chúng giúp lưu trữ được nhiều năng lượng hơn, mất ít thời gian hơn để sạc, và được đánh giá là an toàn hơn so với các công nghệ pin Li-ion khác. Tuy nhiên chúng vẫn có nguy cơ bị nóng và cháy nếu không được thiết kế, sản xuất, và kiểm soát đúng cách.

"Phát triển pin lithium-ion cho xe hơi có thể hoạt động ổn định và an toàn trong 10 năm, hay trên hàng trăm ngàn km là một yêu cầu khó. Chúng tôi đã chuẩn bị kỹ lưỡng cho việc phát triển pin và tất cả đều hướng đến làm sao để đảm bảo an toàn" - Koji Toyoshima, kỹ sư trưởng phụ trách đội phát triển Prius cho biết.

Toyota từ trước tới nay chủ yếu sử dụng pin niken kim loại hiđrua cho động cơ của xe Prius, còn được biết đến là mẫu xe tiên phong trong dòng "xe xanh". Trước đó, hãng sử dụng một số pin lithium-ion từ năm 2009 trong các xe Prius plug-in hybrid đầu tiên của mình. Đây cũng là thời điểm những chiếc xe điện đầu tiên dùng pin lithium-ion như Tesla Roadster và Nissan Leaf ra mắt thị trường.

Sở dĩ Toyota tự tin trong việc đảm bảo sự ổn định và độ an toàn của pin là nhờ những cải tiến trong công nghệ giúp hãng theo dõi một cách chính xác nhiệt độ và điều kiện của tất cả 95 cell pin trong gói pin dùng trong xe. "Hệ thống điều khiển của chúng tôi có thể xác định thậm chí các dấu hiệu nhỏ của nguy cơ mạch bị chập (short-circuit) trong từng cell riêng lẻ, và ngăn chặn hiện tượng này lan rộng hay làm toàn bộ pin ngừng hoạt động" - Hiroaki Takeuchi, một kỹ sư cấp cao trong đội phát triển pin của Toyota chia sẻ.

Toyota cũng hợp tác với Panasonic, công ty sản xuất pin Li-ion cho Tesla, để tăng độ chính xác trong việc lắp ráp cell, đảm bảo pin hóa học không có tạp chất nào.

Việc xuất hiện các hạt kim loại nhỏ hay các tạp chất khác có thể dẫn tới nguy cơ mạch bị chập, nóng, và dẫn tới cháy nổ. "Môi trường nơi pin lithium-ion được sản xuất không giống như trong các phòng sạch thường được dùng để sản xuất chất bán dẫn, thế nhưng chúng cũng gần đạt đến mức độ sạch đó" - Takeuchi cho biết.

Chi phí sản xuất ngày càng giảm

Toyota dat tham vong lon vao thi truong xe dien - Anh 2

Toyota cũng đã tìm ra phương pháp giúp giảm kích thước của cell pin, bằng cách giảm khoảng cách giữa cực âm và cực dương, nơi các ion di chuyển khi pin đang sạc. Điều này giúp dung lượng pin có thể tăng gấp đôi lên khoảng 8,8 kilowatt giờ, trong khi kích thước gói pin chỉ tăng thêm 2/3 còn trọng lượng chỉ tăng lên 1/2.

Các chuyên gia về pin cho rằng, giá cell pin lithium-ion đã giảm khoảng 60% so với cách đây 5 năm xuống còn khoảng 145 USD cho mỗi kilowatt giờ do các hãng đã có thể sản xuất đại trà, số lượng pin các cell pin này.

Theo Toyoshima, việc chi phí sản xuất giảm giúp Toyota tạo ra được những gói pin nhỏ gọn hơn và đạt hiệu quả năng lượng cao hơn, đồng thời kiểm soát được gói pin một cách chính xác hơn. Đại diện hãng, tuy nhiên, không bình luận gì thêm về chi phí.

Toyota định vị dòng xe FCV là "xe xanh" cao cấp của hãng, tuy nhiên, các quốc gia như Mỹ hay Trung Quốc vẫn khuyến khích các hãng sản xuất các mẫu xe chạy toàn bằng pin bởi chúng giúp thúc đẩy các chiến lược chuyển đổi sử dụng năng lượng.

"Phát triển pin lithium-ion cho cả xe lai hybrid và xe plug-in sẽ giúp chúng ta sản xuất những mẫu xe chạy hoàn toàn bằng điện trong tương lai. Việc có các loại pin khác nhau để phù hợp cho các hệ truyền động khác nhau cũng là điều hoàn toàn hợp lý" - Toyoshima nói thêm.

TM (Theo Reuters)