Kiểm tra pin EV: Tiêu chuẩn, phương pháp và an toàn

Pin EV là gì?

Pin dành cho xe điện (EV) là một thành phần cực kỳ quan trọng trong hệ thống năng lượng của các phương tiện này. Khác với động cơ đốt trong truyền thống, xe điện thực hiện việc di chuyển bằng cách sử dụng động cơ điện, nguồn năng lượng chính đến từ bộ pin điện tích hợp. Nhiệm vụ chính của bộ pin là cung cấp điện năng cho động cơ và cần phải có khả năng tái sạc để duy trì hoạt động của xe. Do đó, việc phát triển pin điện nhằm làm cho chúng trở nên nhẹ hơn, bền bỉ hơn và có khả năng sạc hiệu quả là mục tiêu quan trọng trong ngành sản xuất xe điện.

Một trong những thách thức quan trọng trong việc thúc đẩy sự thăng tiến của xe điện là loại bỏ lo ngại về phạm vi hoạt động, nghĩa là lo sợ bị hết pin giữa đường và phải tiếp tục sạc lại. Một số nhà sản xuất pin hiện nay đã đưa ra các cải tiến về mô hình sạc pin, với một công ty thậm chí đã trình diễn một loại pin có khả năng cung cấp năng lượng cho xe điện đi được tới 752 dặm (tương đương khoảng 1.210 kilômét) mà không cần sạc lại. Mặc dù khả năng mở rộng phạm vi hoạt động này phụ thuộc vào công nghệ năng lượng kép, hiện nay vẫn tồn tại bốn loại công nghệ pin chính được sử dụng trong các xe điện hiện đại.

Sự tiến bộ và cải thiện trong công nghệ pin đóng vai trò quan trọng trong việc đưa xe điện trở nên phổ biến hơn và giúp giảm tác động xấu đến môi trường.

Pin lithium-ion cho xe điện

Khi nói về xe điện, không thể không nhắc đến sự quan trọng của pin lithium-ion, một công nghệ pin mà hiện nay đang trở thành tiêu chuẩn và động cơ quan trọng cho cuộc cách mạng xe hơi điện. Pin lithium-ion không chỉ xuất hiện trên xe điện mà còn được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử tiêu dùng. Và điều này không phải là ngẫu nhiên.

Loại pin này được đánh giá cao bởi sự cân đối hoàn hảo giữa năng lượng mà nó mang lại và khối lượng của nó. Điều này có nghĩa là pin lithium-ion có khả năng cung cấp nhiều năng lượng trên một đơn vị khối lượng, và tỷ lệ năng lượng trên trọng lượng của nó là đáng kể. Bên cạnh đó, hiệu suất của pin lithium-ion ở nhiệt độ cao là ấn tượng và khả năng tự xả của nó thấp. Tính toàn diện của các đặc tính này đã biến pin lithium-ion thành một lựa chọn ưu việt cho xe điện.

Những nhà sản xuất xe mới nổi đang nỗ lực kết hợp sự bền bỉ và tính hiệu quả trong sản xuất pin lithium-ion với công nghệ mật độ năng lượng cao của lithium-ion. Nhờ vào sự đổi mới này, họ đã mở rộng phạm vi xe điện một cách đáng kể. Tuy nhiên, không thể phủ nhận rằng pin lithium-ion vẫn đối diện với một số thách thức. Chẳng hạn, hiệu suất của pin có thể bị ảnh hưởng ở nhiệt độ cao và việc sản xuất pin vẫn đòi hỏi chi phí đáng kể. Thách thức khác nằm ở việc tái chế pin và phát triển cơ sở hạ tầng sạc xe điện chưa đủ phát triển, tạo ra những khó khăn cho việc tạo ra mô hình xe điện bền vững trong tương lai.

Nhưng dù có những thách thức, pin lithium-ion vẫn là một phần quan trọng trong cuộc cách mạng xe điện. Sự nỗ lực liên tục trong nghiên cứu và phát triển công nghệ pin sẽ đóng một vai trò quyết định trong việc đảm bảo xe điện trở thành một phương tiện thân thiện với môi trường và hiệu quả từ mặt chi phí trong tương lai.

Hydrua kim loại Niken

Thập kỷ đầu của thế kỷ 21 chứng kiến sự bùng nổ của xe điện và xe hybrid-điện (HEV), với pin hydrid nikkel-metal (Ni-MH) là một người bạn đồng hành đáng tin cậy. Vào thời điểm đó, Ni-MH chiếm tỷ lệ lớn trong nguồn cung cấp năng lượng cho những chiếc xe này và đã chịu trách nhiệm đánh bại những khó khăn đầu tiên của công nghệ pin. Những lợi ích của pin Ni-MH là không thể bỏ qua: chúng an toàn, cung cấp năng lượng và công suất ổn định, và có khả năng hoạt động tốt ở nhiệt độ cao. Ngoài ra, khả năng tái chế cao và nguồn cung cấp nguyên liệu tái chế đã giúp giảm chi phí sản xuất.

Ni-MH đã thể hiện tiềm năng lớn với mật độ năng lượng và công suất cao của chúng, đặc biệt là khi sự tiến bộ trong công nghệ làm cho họ trở nên ngày càng hiệu quả. Tuy nhiên, cuộc chạy đua công nghệ không ngừng và các phát triển mới đã mang đến những giải pháp thay thế với trọng lượng nhẹ hơn và chi phí sản xuất thấp hơn. Điều này đã khiến cho pin Ni-MH, một ngày kia từng là vị thần trong ngành xe điện, dần trở nên lỗi thời.

Mặc dù Ni-MH vẫn giữ lại một số điểm mạnh, chẳng hạn khả năng hoạt động tốt ở nhiệt độ cao và khả năng tái chế, nhưng các công nghệ pin mới đã đánh bại nó trong cuộc cạnh tranh về trọng lượng và hiệu suất. Chúng đã giúp xe điện trở nên nhẹ hơn, chi phí hiệu quả hơn và tối ưu hóa hiệu suất. Và trong cuộc đua không ngừng này, Ni-MH dường như đã bước ra khỏi tầm ánh sáng chói của ngành công nghiệp ô tô và cần phải tìm kiếm cơ hội mới để phục hồi và phát triển.

Axit chì

Trái ngược với sự phổ biến của pin lithium-ion và pin hydrid nikkel-metal (Ni-MH), pin axit chì thường được sử dụng như một nguồn năng lượng bổ sung trong hệ thống xe điện hiện đại. Mặc dù không được coi là công nghệ tiên tiến nhưng chúng vẫn có một số điểm mạnh đặc biệt giúp chúng duy trì sự tồn tại trong môi trường cạnh tranh này.

Pin axit chì được đánh giá cao nhờ tỷ lệ chi phí trên công suất thấp của chúng, khả năng an toàn và độ tin cậy. Điều này làm cho chúng trở thành sự lựa chọn tốt cho những ứng dụng cụ thể trong xe điện. Hiện nay, pin axit chì tiên tiến hơn đang trong quá trình phát triển để sử dụng trong các ứng dụng thương mại của xe điện, đặc biệt là trong việc cung cấp năng lượng cho các thiết bị tải phụ trợ.

Tuy nhiên, không thể phủ nhận rằng pin axit chì thể hiện hiệu suất kém ở nhiệt độ thấp và có tuổi thọ hạn chế. Điều này đã khiến chúng gần như không thể sử dụng trong vai trò chính trong các pin xe điện hiện đại. Mặc dù có những điểm mạnh riêng, chúng đang đối mặt với áp lực để nâng cao hiệu suất và tuổi thọ để đáp ứng với yêu cầu ngày càng khắt khe của ngành công nghiệp xe điện.

Siêu tụ điện

Trong vài năm qua, siêu tụ điện đã trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho các nhà sản xuất ô tô (OEM) và các nhà cung cấp cấp 1 trong ngành công nghiệp ô tô. Công nghệ này đã xuất sắc trong việc cung cấp nguồn năng lượng phụ trợ trong những tình huống đặc biệt như tăng tốc trên đường dốc và phanh tái tạo. Điểm mạnh độc đáo của siêu tụ điện nằm trong khả năng lưu trữ năng lượng trong chất lỏng phân cực nằm giữa các điện cực và chất điện phân. Mặc dù có diện tích bề mặt nhỏ ban đầu, khi diện tích này tăng lên, khả năng lưu trữ năng lượng cũng tăng theo.

Một tiến bộ mới gần đây là hệ thống cuộn chủ động chạy bằng siêu tụ điện, cho phép kiểm soát độ cứng của thanh cuộn thông qua điện. Điều này mang lại hiệu quả trong việc vào cua, bằng cách sử dụng một động cơ điện để điều chỉnh trục xe. Siêu tụ điện không chỉ mang lại hiệu suất tốt ở nhiệt độ bình thường mà còn hiệu quả ở nhiệt độ thấp, một môi trường mà các loại pin truyền thống thường gặp khó khăn.

Với những ưu điểm này, siêu tụ điện đang định hình lại cách chúng ta nhìn vào công nghệ năng lượng cho xe hơi, và tiềm năng của chúng trong tương lai là không giới hạn. Các nhà sản xuất và nhà cung cấp đang nghiên cứu và phát triển sâu hơn để tận dụng tối đa ưu điểm của siêu tụ điện trong xe điện và cung cấp những giải pháp vượt trội cho ngành công nghiệp ô tô.

Quy trình kiểm tra pin EV

Khi các tiến bộ đột phá trong công nghệ pin xe điện (EV) đang thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi của xe điện, việc nắm vững sự an toàn, độ tin cậy và hiệu suất của pin xe điện trở nên một tác vụ cực kỳ quan trọng để đảm bảo sự triển khai bền vững và thành công của công nghệ này. Những tiến bộ này không chỉ liên quan đến việc tối ưu hóa hiệu suất pin, mà còn nhằm mục tiêu giảm thiểu chi phí sản xuất, tăng khả năng hoạt động của xe và rút ngắn thời gian sạc pin, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng trong cuộc cách mạng xe điện.

Các phòng thử nghiệm môi trường đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu, phát triển và triển khai các cải tiến trong lĩnh vực pin xe điện. Chúng cung cấp môi trường kiểm tra lý tưởng để hiểu và đánh giá hiệu suất của các pin xe điện trong các điều kiện khắc nghiệt. Pin xe điện phải đối mặt với môi trường đa dạng, bao gồm nhiệt độ cực cao và cực thấp, tác động của rung động và các yếu tố ăn mòn. Các buồng thử nghiệm pin giúp xác định cách pin hoạt động trong thực tế và đảm bảo tính ổn định và đáng tin cậy của chúng.

Ngoài ra, các tiêu chuẩn thử nghiệm pin xe điện được phát triển đặc biệt cho ngành công nghiệp và các nhà sản xuất xe điện. Điều này giúp chứng minh độ tin cậy và an toàn của pin xe điện và đồng thời tạo điều kiện để phát hiện và khắc phục các lỗi thiết kế tiềm ẩn trong quá trình phát triển ban đầu. Điều này là cơ sở quan trọng để đảm bảo rằng pin xe điện có thể đáp ứng các tiêu chuẩn cao về hiệu suất và an toàn, đồng thời đảm bảo sự tin tưởng của người tiêu dùng trong việc sử dụng xe điện.

Tiêu chuẩn kiểm tra pin EV

ISO 16750

Tiêu chuẩn kiểm tra pin EV ISO 16750 đại diện cho một tài liệu quốc tế thiết lập các hướng dẫn chi tiết để kiểm tra và đánh giá hiệu suất của pin trong các hệ thống và linh kiện của xe điện. Tiêu chuẩn này cung cấp một mô tả toàn diện về các tác động môi trường tiềm ẩn và đề xuất các yêu cầu thử nghiệm cụ thể để áp dụng cho các vị trí lắp đặt cụ thể trong hoặc trên phương tiện, nhằm đảm bảo tính ổn định và hiệu quả của hệ thống pin EV trong mọi điều kiện hoạt động.

ISO 12405

Tiêu chuẩn kiểm tra pin EV ISO 12405 là một tài liệu quốc tế thiết lập các nguyên tắc và hướng dẫn chi tiết về các quy trình thử nghiệm áp dụng cho hệ thống và bộ pin lithium-ion sử dụng trong phương tiện giao thông đường bộ hoạt động bằng điện. Tiêu chuẩn này rất quan trọng trong việc xác định, đánh giá, và đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của các bộ pin lithium-ion trong môi trường vận chuyển.

Đặc biệt, ISO 12405 cung cấp một bộ quy trình thử nghiệm chi tiết để kiểm tra và đánh giá khả năng hoạt động của các pin lithium-ion trong các điều kiện thực tế. Những quy trình này tập trung vào các khía cạnh quan trọng như hiệu suất, độ tin cậy, và khả năng chống lạm dụng của bộ pin lithium-ion, nhằm đảm bảo an toàn và tính ổn định trong việc sử dụng chúng trong các phương tiện điện trên đường bộ.

LV 124

Tiêu chuẩn kiểm tra pin EV LV 124 là một tài liệu quy định về chất lượng và độ tin cậy, được phát triển chung bởi các nhà sản xuất ô tô của Đức vào năm 2013. Tiêu chuẩn này được tạo ra để thực hiện các thử nghiệm và kiểm tra các thành phần điện tử trong hệ thống 12V của xe, nhằm đảm bảo tính ổn định và đáng tin cậy của chúng.

Tiêu chuẩn LV 124 được áp dụng rộng rãi bởi các nhà sản xuất ô tô tại châu Âu để kiểm tra và xác minh hiệu suất của pin lithium-ion và các linh kiện chạy bằng điện trong các phương tiện. Điều này giúp đảm bảo rằng các hệ thống điện tử liên quan đáp ứng các yêu cầu chất lượng và độ tin cậy cần thiết để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả trong môi trường vận hành thực tế.

Tiêu chuẩn an toàn về pin EV để thử nghiệm

Tiêu chuẩn về an toàn trong việc thử nghiệm pin EV đóng vai trò cực kỳ quan trọng, đặc biệt trong bối cảnh tiến bộ công nghệ đã tạo ra pin lithium-ion có mật độ năng lượng cao hơn. Khi pin đối mặt với các điều kiện môi trường khắc nghiệt và áp lực, có nguy cơ xảy ra các sự kiện không mong muốn, bao gồm quá tải, trục trặc, và các vấn đề về nhiệt độ. Trong một số trường hợp, các sự kiện trong một ô cụm pin có thể lan rộng sang các ô cụm khác và gây hỏng toàn bộ pin.

Nhằm đối phó và tiêu chuẩn hóa tốt hơn các rủi ro tiềm ẩn liên quan đến các sự cố pin trong phương tiện điện, hội đồng nghiên cứu và phát triển ô tô châu Âu (EUCAR) đã đầu tư một khoản đáng kể vào việc phân loại các nguy cơ tiềm ẩn dẫn đến các mức độ an toàn cụ thể trong quá trình xảy ra các sự kiện quan trọng. Mức độ an toàn này đặc trưng từ mức độ nguy hiểm 0, không gây hậu quả hoặc giới hạn chức năng, đến mức độ nguy hiểm 7, gây ra phân hủy hoàn toàn của pin.

Các nhà sản xuất của phòng thử nghiệm pin tuân theo các tiêu chuẩn an toàn nguy hiểm của EUCAR bằng cách cung cấp hướng dẫn cụ thể về thiết bị an toàn liên quan đến thử nghiệm, được tùy chỉnh theo từng khách hàng. Các yếu tố này thay đổi tùy theo yêu cầu cụ thể của từng khách hàng, bao gồm các thành phần, số lượng, khả năng lưu trữ năng lượng của pin EV, và khoảng cách từ thiết bị đến cơ sở hạ tầng xung quanh.

Hy vọng thông tin trong bài viết đã giúp bạn biết được sâu hơn về kiểm tra pin EV: tiêu chuẩn, phương pháp và an toàn. Nếu bạn quan tâm đến sản phẩm của chúng tôi, xin vui lòng truy cập vào trang website COMIT và Fanpage của chúng tôi.