Công nghệ sạc nhanh hiện nay về cơ bản đã giải quyết được một vấn đề lớn trước đây khiến nhiều người ngần ngại khi mua xe đạp điện do thời gian sạc kéo dài quá lâu. Theo nghiên cứu của ChamRider năm 2023, các loại pin lithium ion ngày nay có thể đạt khoảng 80% dung lượng chỉ trong vòng 45 phút. Điều đó có nghĩa là người dùng có thể cắm sạc xe đạp điện ở nhà trước khi đi làm và có đủ năng lượng cho hầu hết cả ngày. Chúng ta đang bắt đầu thấy những điểm sạc nhỏ dành cho phương tiện di chuyển cá nhân này xuất hiện ngày càng nhiều trong các thành phố, nơi mọi người có thể dừng lại để sạc đầy pin xe trong khi đi mua sắm hoặc mua cà phê. Các tài xế giao hàng đặc biệt yêu thích công nghệ này vì họ có thể tăng quãng đường di chuyển thêm khoảng 20 đến 30% cho mỗi lần sạc. Điều này lý giải vì sao ngày càng nhiều người dân thành thị từ bỏ xe hơi để chuyển sang các phương án chạy điện này khi tình trạng giao thông trở nên quá tệ.
Ba yếu tố chính đang thúc đẩy nhu cầu sạc nhanh:
Tốc độ sạc của xe đạp điện thực sự thay đổi cách mọi người sử dụng chúng trong sinh hoạt hàng ngày. Những người dùng có tùy chọn sạc nhanh thường đi xe nhiều hơn khoảng 25% số chuyến mỗi tuần so với những người bị giới hạn bởi bộ sạc chậm hơn, và họ cũng có xu hướng chọn đi xe thay vì phương tiện công cộng khi có việc phát sinh bất ngờ. Theo nghiên cứu được công bố năm ngoái, khoảng hai phần ba trong số những người đi làm thường xuyên hiện dừng lại ở nơi làm việc hoặc các quán cà phê trong giờ nghỉ trưa chỉ để sạc pin nhanh. Nhờ đó, họ có thể tận hưởng chuyến đi thư giãn vào buổi tối mà không lo hết điện giữa chừng. Chúng ta đã thấy xu hướng này diễn ra ở nhiều thành phố lớn tại châu Âu, nơi mà quãng đường trung bình mỗi ngày đã tăng từ khoảng 8 km lên gần 13 km kể từ khi các tùy chọn sạc nhanh hơn trở nên phổ biến.
Chúng tôi đang chứng kiến những bước tiến rõ rệt trong thiết kế pin xe đạp hiện nay. Các nhà sản xuất đang chuyển sang các hệ thống mô-đun linh hoạt hơn, có thể hoạt động trên nhiều nền tảng khác nhau. Phần lớn các công ty hiện nay đã bắt đầu sử dụng định dạng pin lithium-ion hình trụ 21700 làm tiêu chuẩn. Những tế bào mới này có khả năng lưu trữ năng lượng cao hơn khoảng 20 đến 30 phần trăm so với các mẫu 18650 cũ mà chúng thay thế, nhưng vẫn tương thích với các hệ thống trước đây. Về cải tiến an toàn, các nhà sản xuất đã bắt đầu bổ sung các van xả áp suất cùng với cảm biến theo dõi nhiệt độ tích hợp. Đây không chỉ là một thực hành tốt, mà còn phù hợp với những quy định dự thảo ISO 4210-10 đang được xây dựng. Đến năm 2025, theo các quy định mới sắp có, pin phải có khả năng chịu được ít nhất 2.000 chu kỳ sạc đầy và vẫn duy trì được 80% dung lượng ban đầu.
Các chứng nhận từ bên thứ ba, như phiên bản mới nhất của tiêu chuẩn UL 2272 được phát hành vào năm 2024, đóng vai trò là các mốc quan trọng cho cả tính tương thích và an toàn trong hệ thống pin. Điều này có ý nghĩa gì trong thực tế? Tiêu chuẩn yêu cầu pin phải trải qua các bài kiểm tra căng thẳng nghiêm ngặt. Chúng phải chịu được độ rung trong dải tần số từ 5 đến 2000 Hz và tồn tại qua các thay đổi nhiệt độ khắc nghiệt giữa âm 20 độ Celsius và dương 60 độ Celsius. Trong các tình huống sạc nhanh, những viên pin này phải duy trì sai lệch điện áp tối đa chỉ ở mức 0,1%. Nhìn vào dữ liệu an toàn gần đây từ năm 2023, khoảng một phần ba các vụ cháy xe đạp điện thực tế là do vấn đề ở các bộ phận kết nối phát tia lửa điện, đúng vào điều mà các yêu cầu kiểm tra mới này hướng đến để ngăn chặn.
Thị trường vẫn còn phân mảnh:
| Loại đầu nối | Phần thị trường | Dòng điện tối đa |
|---|---|---|
| Chuyên Thuộc | 58% | 8—12A |
| Kết hợp AC/DC | 22% | 6—8A |
| USB-C PD | 15% | 5A |
Sự đa dạng này làm phức tạp cơ sở hạ tầng sạc công cộng, buộc các thành phố phải triển khai 3—5 loại đầu nối để hỗ trợ 95% xe đạp điện địa phương.
EU’s 2024 Chỉ thị Tương thích Pin bắt buộc sử dụng đầu cắm Type-3 cho tất cả xe đạp điện mới vào năm 2027, với cơ chế tự khóa và tương thích với dòng điện một chiều 150—1.000V. Các dự án thử nghiệm ban đầu ở Barcelona cho thấy chi phí bảo trì trạm sạc giảm 40% nhờ quy định điện áp tiêu chuẩn hóa (56V ±1% dung sai), cho thấy lợi ích kinh tế từ các hệ thống phổ biến.
Các loại pin lithium-ion hiện đại có thể sạc đầy 80% trong vòng chưa đầy 20 phút nhờ vào cực âm giàu silicon và cực dương giàu niken. Những cải tiến này mang lại tốc độ sạc nhanh hơn 15—20% so với các thiết kế truyền thống sử dụng than chì (Tạp chí Lưu trữ Năng lượng 2024). Các hệ thống quản lý nhiệt tiên tiến giúp duy trì sự ổn định trong quá trình sạc tốc độ cao, từ đó nâng cao độ an toàn và hiệu suất cho những người đi làm trong đô thị.
Các loại pin thể rắn mới thay thế những chất điện phân dạng lỏng nguy hiểm bằng các chất an toàn hơn như gốm hoặc polymer. Theo kết quả kiểm tra được thực hiện tại Viện An toàn Pin vào năm 2023, sự thay đổi này giúp giảm nguy cơ cháy nổ khoảng 83%. Về khả năng lưu trữ năng lượng, những loại pin này cũng có hiệu suất rất ấn tượng. Chúng có thể lưu trữ hơn 500 Wh mỗi kg, gấp đôi so với pin lithium-ion thông thường hiện nay. Điều này đồng nghĩa các nhà sản xuất có thể chế tạo những khối pin nhỏ hơn đáng kể nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất mạnh mẽ. Ngoài ra, thời gian sạc hiện tại chỉ còn từ 12 đến 15 phút thay vì mất hàng giờ như trước đây. Các nguyên mẫu ban đầu đã chứng minh rằng chúng có thể chịu được hơn 1.000 chu kỳ sạc với mức suy giảm tối thiểu, chỉ mất đi dưới 5% dung lượng theo thời gian. Độ bền như vậy thực sự giúp xua tan những lo ngại về thời gian hoạt động thực tế của các loại pin này trong điều kiện sử dụng thực tế.
Việc chuyển từ lithium sang natri dồi dào giúp giảm chi phí pin khoảng 40% mỗi kilowatt giờ, mà không làm giảm đáng kể tốc độ sạc so với các loại pin lithium trung bình. Mật độ năng lượng dao động trong khoảng từ 100 đến 150 Wh mỗi kg, mức này không quá cao, nhưng những nghiên cứu gần đây về cực dương sắt-mangan có thể giúp đạt gần tới thời gian sạc đầy 30 phút đã đề cập trong bản tin Renewable Power Quarterly năm ngoái. Điều thực sự nổi bật là mức độ an toàn cao của các loại pin này vì chúng không chứa vật liệu độc hại. Các thành phố đang tìm cách mở rộng mạng lưới xe đạp điện chia sẻ có thể hưởng lợi rất nhiều từ công nghệ này nhờ sự phù hợp với các sáng kiến tái chế và giảm thiểu tác động môi trường theo thời gian.
pin eMTB hiện nay thường hoạt động ở mức điện áp từ 36 volt đến khoảng 52 volt, vì vậy bộ sạc cần cung cấp đủ dòng điện phù hợp ở mức somewhere between 6 amps và 15 amps trong khi vẫn duy trì ở mức nhiệt độ an toàn. Hầu hết các thương hiệu hàng đầu đã bắt đầu tích hợp công nghệ thông minh giúp tự động nhận biết các mức điện áp khác nhau và điều chỉnh đầu ra tương ứng khi kết nối với các cụm pin khác nhau. Điều này đảm bảo mọi thứ hoạt động đúng ngay cả với những viên pin 21700 thế hệ mới mà nhiều người đang chuyển sang sử dụng gần đây. Theo một nghiên cứu công bố năm ngoái, việc sử dụng bộ sạc không phù hợp thực sự có thể làm giảm tuổi thọ của pin lithium-ion tới 22 phần trăm theo thời gian. Điều đó cho thấy rõ tại sao việc lựa chọn một bộ sạc chất lượng tốt lại quan trọng như vậy đối với bất kỳ ai mong muốn chiếc xe đạp leo núi điện của mình có thể đồng hành qua nhiều chuyến phiêu lưu.
Các mô-đun pin mang theo một loạt thách thức riêng, chủ yếu bởi vì chúng đi kèm với số lượng tế bào khác nhau, dao động từ 4 đến 14 tế bào mỗi mô-đun, bên cạnh đó còn có sự pha trộn giữa hóa chất NMC và LFP. Khi nói đến các hệ thống sạc nhanh vượt quá dung lượng 1000Wh, quản lý nhiệt độ trở thành yếu tố vô cùng quan trọng. Nếu nhiệt không được phân bố đều trên các mô-đun này trong các chu kỳ sạc, chúng ta sẽ thấy dung lượng pin bị suy giảm nhanh hơn theo thời gian. Phiên bản mới nhất của tiêu chuẩn an toàn UL 2272 đã thay đổi khá nhiều thứ đối với các nhà sản xuất bộ sạc. Bây giờ họ cần tích hợp khả năng phát hiện lỗi cho các kết nối nối tiếp và song song bên trong các cấu hình mô-đun. Yêu cầu mới này thực sự làm tăng khối lượng xử lý của các bộ vi điều khiển khoảng 30 phần trăm theo dữ liệu thử nghiệm gần đây. Các công ty đang phản ứng ra sao? Nhiều công ty đang chuyển sang các giải pháp làm mát bằng chất lỏng cho các giao diện sạc của họ, đồng thời triển khai các hệ thống truyền thông hai chiều liên tục trao đổi thông tin với hệ thống quản lý pin hay còn gọi là BMS (Battery Management System) như cách gọi phổ biến trong ngành.
Pin xe đạp hiện đại hiện nay có thể cung cấp tầm hoạt động khoảng 80 đến 120 km sau mỗi lần sạc đầy. Chúng có thể sạc từ 20% lên 80% chỉ trong khoảng từ 2 đến 4 giờ, đánh dấu mức tăng khoảng 60% so với những gì có sẵn vào năm 2020. Các công ty giao hàng trong thành phố nhận thấy phương tiện của họ được sử dụng nhiều hơn khoảng 35% mỗi ngày vì tài xế ít phải chờ đợi để sạc pin hơn. Điều này xảy ra nhờ các trạm sạc nhanh mà tài xế có thể tiếp cận trong những lần nghỉ giải lao định kỳ giữa các chuyến giao hàng. Các tế bào lithium ion mới nhất kết hợp với hệ thống kiểm soát nhiệt độ cải tiến giúp hoạt động ổn định ngay cả trong điều kiện nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp. Điều này đặc biệt quan trọng đối với những người đi xe đạp leo núi điện hoặc vận chuyển hàng nặng trong mọi điều kiện thời tiết suốt bốn mùa.
Người dùng đang dần từ bỏ thói quen chờ sạc xe qua đêm và thay vào đó là sạc nhanh trong vòng chưa đầy 30 phút. Bây giờ, mọi người có thể cắm sạc trong giờ nghỉ trưa hoặc khi đang tập thể dục tại phòng gym. Các công ty cho thuê xe cũng đã bắt kịp xu hướng này, thiết lập các điểm sạc nhanh để có thể liên tục luân chuyển xe cho khách hàng mà không phải chờ đợi lâu. Yếu tố thuận tiện đã thực sự bùng nổ, thể hiện qua việc số lần đi xe đạp điện vào ngày trong tuần tăng 28% theo báo cáo di chuyển gần đây năm 2023. Các chuyên gia y tế và sinh viên dường như đặc biệt ưa chuộng phương án này vì mỗi phút đối với họ đều rất quý báu trong lịch trình bận rộn.
Ba chiến lược cốt lõi giúp kéo dài tuổi thọ pin mà không làm giảm tốc độ sạc:
Những phương pháp này kéo dài tuổi thọ pin lithium thông thường lên đến 1.200 chu kỳ trở lên với khả năng giữ lại 85% dung lượng, giảm đáng kể chi phí thay thế cho các ứng dụng chạy đường dài như giao hàng và hệ thống di chuyển chia sẻ.
Các pin xe đạp điện hiện đại cung cấp tầm hoạt động khoảng 80 đến 120 kilômét sau một lần sạc đầy.
Các pin lithium-ion hiện đại đạt khoảng 80% dung lượng trong vòng dưới 20 phút với công nghệ hiện có.
Thị trường bị phân mảnh với nhiều loại cổng cắm khác nhau, yêu cầu các thành phố phải hỗ trợ nhiều loại đầu nối để xây dựng cơ sở hạ tầng toàn diện.
Pin ion natri mang lại giảm chi phí, lợi ích môi trường và cải thiện an toàn, mặc dù mật độ năng lượng thấp hơn một chút so với pin ion liti.
Hot News
© Bản quyền 2024 Công ty Công nghệ Hình ảnh Mới Thâm Quyến. Mọi quyền được bảo lưu Privacy policy
EN
AR
BG
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
ID
LV
LT
SR
SK
SL
UK
VI
ET
HU
MT
TH
TR
FA
MS
GA
IS
