Xe điện có thể sạc nhanh hơn iPhone

Bất chấp sự phổ biến ngày càng tăng của các loại xe điện, nhiều người tiêu dùng vẫn ngần ngại trong việc chuyển đổi. Một lý do là cần nhiều thời gian để kích hoạt một chiếc ô tô điện hơn là đổ xăng cho một chiếc xe thông thường. Nhưng việc đẩy nhanh quá trình sạc có thể làm hỏng pin và giảm tuổi thọ của nó.

Đối với nhiều người Mỹ, xe điện có sức lôi cuốn mạnh mẽ cho đến thời điểm họ nghĩ đến việc sử dụng nó trong một chuyến đi đường dài. Còn một chiếc ô tô chạy bằng xăng có thể sẽ cho phép họ lái quãng đường trung bình 400 dặm khi đầy bình - và việc đổ đầy bình mất vài phút. Nhưng việc sạc đầy trên một chiếc xe điện có nhiều khả năng đưa chúng ta đi đâu đó trong khoảng 200 đến 300 dặm và có thể mất tới 15 sạc trước khi lên đường lần nữa.

Đó là một trong những thách thức lớn mà các chính trị gia và các công ty xe hơi đang phải đối mặt khi cố gắng tăng cường áp dụng xe điện, khi có một lượng cơ sở người tiêu dùng nhất định hoài nghi sẵn sàng tìm bất kỳ lý do nào để không chuyển đổi qua loại phương tiện này.

Trong một báo cáo vừa được công bố, các nhà nghiên cứu của chính phủ Mỹ cho biết họ đã tìm ra cách để sạc pin ô tô điện lên tới 90% chỉ trong 10 phút. Các nhà khoa học cho biết, phương pháp này có thể còn 5 năm nữa mới có mặt trên thị trường, nhưng sẽ đánh dấu một sự thay đổi cơ bản trong ngành ô tô điện bền vững, Eric Dufek, tác giả chính của nghiên cứu và là nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia bang Idaho, một trung tâm nghiên cứu do Bộ Năng lượng Mỹ điều hành cho biết.

Báo cáo được đưa ra khi chính quyền Biden đang thực hiện một nhiệm vụ khó khăn: cố gắng loại bỏ nước Mỹ khỏi những chiếc xe ngốn xăng và đẩy chúng sang xe điện. Mặc dù hàng tỷ đô la của chính phủ đang được rót vào nỗ lực, nhưng phương tiện điện vẫn được coi là tiện nghi nhất, không đáng tin cậy và sạc cồng kềnh - khiến mọi người do dự trong việc thay đổi.

Hiện tại, các nhà sản xuất ô tô và các trạm sạc công cộng sử dụng nhiều loại bộ sạc với nhiều mức thời gian sạc khác nhau.

Theo Bộ Giao thông Vận tải Hoa Kỳ, loại chậm nhất, được gọi là bộ sạc cấp 1, có thể sạc đầy pin xe điện trong vòng 40 phút đến 5 giờ. Một số bộ sạc nhanh nhất, được gọi là bộ sạc dòng điện một chiều, có thể sạc pin lên đến 80 phần trăm trong 20 phút đến 1 giờ.

Eric Dufek cho biết mạng lưới sạc siêu tăng áp rộng lớn của Tesla có thể cung cấp 200 km đường dài với khả năng sạc chỉ trong 15 phút. Tuy nhiên, thiết bị mà hãng này sử dụng là đặc thù, có giới hạn đối với các loại xe điện khác ở Hoa Kỳ. (Cuối năm nay, Tesla sẽ phát hành thiết bị siêu nạp mà những phương tiện khác không phải thuộc xe Tesla vẫn có thể sử dụng được, Nhà Trắng cho biết trong một tuyên bố vào tháng 6).

Tuy nhiên, cuộc đua tới các loại xe điện siêu sạc đã vấp phải những trở ngại trong hơn một thập kỷ qua. Vấn đề là sự cân bằng mong manh trong việc cố gắng sạc pin xe điện nhanh hơn, nhưng cũng phải đảm bảo mức sạc nhanh sẽ không làm hỏng pin lâu dài hoặc đóng vai trò khiến chúng phát nổ. Bởi vốn dĩ, các nhà khoa học cho biết, việc sạc pin điện nhanh có thể gây hỏng hóc, làm giảm tuổi thọ và hiệu suất của pin xe điện.

Eric D. Wachsman, Giám đốc Viện Đổi mới Năng lượng Maryland, cho biết: "Bạn đã có pin khi mới mua, chúng rất tuyệt, nhưng sau vài năm hoặc vài trăm chu kỳ sạc, chúng không hoạt động tốt nữa", một tổ chức nghiên cứu năng lượng tại Đại học Maryland cho biết trong một tuyên bố.

Để giải quyết những thách thức này, Dufek và nhóm nghiên cứu của ông tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Idaho hiện đã báo cáo việc sử dụng các kỹ thuật máy học kết hợp dữ liệu sạc để tạo ra các giao thức sạc độc đáo. Bằng cách nhập thông tin về tình trạng của nhiều pin lithium-ion trong chu kỳ sạc và xả của chúng, các nhà khoa học đã huấn luyện phân tích máy học để dự đoán tuổi thọ và cách thức mà các thiết kế khác nhau cuối cùng sẽ thất bại. Sau đó, nhóm nghiên cứu đưa dữ liệu đó trở lại phân tích để xác định và tối ưu hóa các giao thức mới mà sau đó họ đã thử nghiệm trên pin thật.

Hay nói rõ hơn, Dufek và nhóm của ông đã sử dụng công nghệ máy học để tìm ra cách pin già đi khi sạc nhanh. Thuật toán của họ đã được đào tạo để phân tích 20.000 đến 30.000 điểm dữ liệu cho biết pin đang sạc tốt như thế nào và liệu nó có bị lão hóa hay xuống cấp hay không.

Dufek cho biết, các phương pháp đó đã giúp họ tìm ra cách có thể sạc pin xe điện lên đến 90% trong 10 phút, nhưng họ hy vọng sẽ làm tốt hơn nữa. Trong 5 năm tới, nhóm của Dufek đang nỗ lực tìm cách sạc pin với khả năng vượt xa hiệu suất của những bộ sạc siêu hiệu quả hàng đầu.

"Tôi nghĩ chúng ta có thể đến đó", Dufek nói.

Eric D. Wachsman, Giám đốc Viện Đổi mới Năng lượng Maryland, cho biết nghiên cứu mới rất hữu ích cho lĩnh vực này. "Không quá nhanh, không quá chậm," anh ấy nói về cách tiếp cận của nhóm Dufek.

Tiến sĩ Eric Dufek, người trình bày nghiên cứu này cho biết thêm: "Sạc nhanh là chìa khóa để tăng niềm tin của người tiêu dùng và sự chấp nhận nói chung của các loại xe điện. "Nó sẽ cho phép việc sạc xe tương tự như việc đổ xăng tại một trạm xăng". Sự tiến bộ như vậy có thể giúp Mỹ đạt được mục tiêu của Tổng thống Biden rằng đến năm 2030, một nửa số xe bán ra phải là xe điện hoặc hybrid.