CÓ BAO NHIÊU VIÊN PIN ĐƠN TRÊN MỘT CHIẾC Ô TÔ ĐIỆN?
Số lượng pin đơn (cell) trong bộ pin xe điện (EV) khác nhau tùy thuộc vào loại xe điện. Số lượng pin đơn được xác định bởi dung lượng mong muốn của bộ pin (battery pack). Dung lượng bộ pin càng lớn thì quảng đường xe chạy được sau một lần sạc càng dài.
Ví dụ: Tesla Model S Long Range có bộ pin chứa 8.256 pin đơn lithium-ion riêng lẻ, trong khi Tesla Model 3 Standard Range nhỏ hơn có bộ pin chứa 2.976 cell. Các loại xe điện khác có thể có số lượng pin đơn khác nhau, tùy thuộc vào kích thước của bộ pin cũng như loại và cấu hình pin cụ thể được sử dụng.
Cần lưu ý rằng mặc dù số lượng cell trong bộ pin là một yếu tố quan trọng trong việc xác định công suất và phạm vi hoạt động của một chiếc xe điện, nhưng đó không phải là yếu tố duy nhất. Các yếu tố khác như thành phần hóa học của pin, điện áp của bộ pin và hiệu suất tổng thể của xe cũng không kém phần quan trọng.
Số lượng cell được kết nối song song và nối tiếp trong bộ pin xe điện (EV) có thể khác nhau tùy thuộc vào thiết kế cụ thể của xe và hệ thống pin.
Nói chung, bộ pin EV được tạo thành từ nhiều viên pin riêng lẻ, được kết nối song song và nối tiếp để đạt được điện áp và công suất mong muốn cho xe.
Các pin đơn được kết nối song song làm tăng dung lượng của bộ pin (tăng dòng), trong khi các cell được mắc nối tiếp giúp tăng điện áp của bộ pin.
Ví dụ: một cấu hình phổ biến cho bộ pin EV với nhiều pin đơn lithium-ion riêng lẻ được mắc nối tiếp để tạo ra điện áp cao, với các nhóm cell này sau đó được nối song song để cung cấp công suất và dòng điện mong muốn.
ĐIỆN ÁP CỦA BỘ PIN XE ĐIỆN?
Điện áp của bộ pin trong xe điện (EV) khác nhau tùy thuộc vào thiết kế cụ thể của xe và hệ thống pin.
Nói chung, bộ pin EV được thiết kế để cung cấp điện áp cao, cung cấp năng lượng cho động cơ điện và các hệ thống khác của xe. Điện áp của bộ pin EV thông thường dao động từ khoảng 200V đến hơn 800V.
Bộ pin điện áp cao đang trở nên phổ biến hơn trong các mẫu xe điện mới, vì chúng cung cấp năng lượng và hiệu suất cao hơn (nhờ dòng điện nhỏ hơn). Tuy nhiên, các bộ pin điện áp cao hơn cũng đòi hỏi các hệ thống an toàn phức tạp hơn và các bộ phận chuyên dụng.
Điều quan trọng cần lưu ý là điện áp của bộ pin EV khác với dung lượng, thường được đo bằng kilowatt-giờ (kWh). Dung lượng của bộ pin xác định lượng năng lượng được lưu trữ, trong khi điện áp xác định cách năng lượng đó được cung cấp cho xe.
ĐIỆN ÁP BỘ PIN PHỤ THUỘC VÀO NĂM SẢN XUẤT Ô TÔ
Điện áp của bộ pin trong Tesla Model S thay đổi tùy theo năm và phiên bản của xe.
Ví dụ: Model S ban đầu, được phát hành vào năm 2012, có bộ pin có điện áp danh định là 375V. Phiên bản 85 kWh của bộ pin bao gồm 16 mô-đun, mỗi mô-đun chứa 444 cell pin lithium-ion riêng lẻ được kết nối nối tiếp và song song.
Năm 2016, Tesla đã cập nhật Model S với thiết kế bộ pin mới giúp tăng điện áp danh định lên 400V. Thiết kế bộ pin được cập nhật này đã tăng mật độ năng lượng của pin, giúp phạm vi hoạt động xa hơn và năng lượng cho xe nhiều hơn.
Vào năm 2021, phiên bản hiện tại của Model S, được gọi là phiên bản “Kẻ sọc – Plaid”, có bộ pin với điện áp danh định 450V. Thiết kế bộ pin được cập nhật này cung cấp nhiều năng lượng hơn và phạm vi hoạt động cho xe lên đến 837 km sau một lần sạc.
Điều quan trọng cần lưu ý là điện áp danh định của bộ pin khác với điện áp cực đại trên xe, có thể cao hơn nhiều trong quá trình tăng tốc nhanh hoặc phanh tái sinh.
LÀM MÁT CHO PIN
Làm mát bộ pin xe điện (EV) rất quan trọng để duy trì phạm vi nhiệt độ tối ưu của pin, tránh quá nhiệt và kéo dài tuổi thọ của pin. Dưới đây là một số phương pháp để làm mát bộ pin EV:
1-Làm mát bằng chất lỏng chủ động: Phương pháp này liên quan đến việc luân chuyển chất lỏng làm mát qua bộ pin để hấp thụ nhiệt và tản nhiệt ra bên ngoài bộ pin. Chất lỏng thường là hỗn hợp của nước và glycol, được lưu thông bằng máy bơm và bộ trao đổi nhiệt.
2-Làm mát bằng không khí: Làm mát bằng không khí liên quan đến việc lưu thông không khí xung quanh bộ pin để loại bỏ nhiệt. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng quạt hoặc đối lưu tự nhiên. Tuy nhiên, làm mát bằng không khí có thể không hiệu quả bằng làm mát bằng chất lỏng, đặc biệt là ở vùng khí hậu nóng.
3-Làm mát bằng vật liệu thay đổi pha (PCM – Phase changed material): Phương pháp này sử dụng vật liệu có thể hấp thụ nhiệt khi nó chuyển từ pha rắn sang pha lỏng. PCM được đặt tiếp xúc trực tiếp với các cell, khi pin sinh nhiệt, PCM sẽ nóng chảy, hấp thụ nhiệt và duy trì nhiệt độ không đổi.
4-Làm mát bằng nhiệt điện: Phương pháp này sử dụng hiệu ứng Peltier, xảy ra khi một dòng điện chạy qua hai vật liệu dẫn điện khác nhau, làm cho một bên nóng lên và bên còn lại nguội đi. Làm mát nhiệt điện có thể được sử dụng để làm mát bộ pin bằng cách đặt các mô-đun nhiệt điện giữa các ô pin và bộ tản nhiệt.
Phương pháp làm mát cụ thể được sử dụng tùy thuộc vào thiết kế của EV và chất hóa học của pin. Trong một số trường hợp, có thể sử dụng kết hợp nhiều phương pháp làm mát để đạt được hiệu quả làm mát tối ưu. Điều quan trọng là phải tuân theo các khuyến nghị của nhà sản xuất để làm mát bộ pin nhằm đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả./.
PGS TS Đỗ Văn Dũng
