Một cách tiếp cận mới đối với pin ô tô sắp sửa đổi

CATL đã có một nhà máy ở Đức, cùng với một nhà máy pin trị giá 5 tỷ USD đang được xây dựng ở Indonesia và có kế hoạch đầu tư tương tự ở Mỹ. Các khoản đầu tư riêng của họ vào cả khai thác lithium và coban giúp bảo vệ công ty khỏi những biến động giá hàng hóa. Nhưng một trong những yếu tố quan trọng cho sự mở rộng toàn cầu của CATL sẽ là công nghệ cell-to-chassis, trong đó pin, khung gầm và gầm của một chiếc EV được tích hợp làm một, loại bỏ hoàn toàn nhu cầu về một bộ pin riêng trên xe.

Việc phân phối lại số lượng lớn pin cũng sẽ giải phóng không gian trong thiết kế ô tô để có nội thất rộng rãi hơn, vì các nhà thiết kế sẽ không còn cần nâng cao chiều cao sàn của một chiếc xe điện để xếp các ô bên dưới thành một phiến lớn. Giải phóng khỏi những ràng buộc trước đây, vì các ô có thể tạo nên toàn bộ khung máy, các nhà sản xuất sẽ có thể ép nhiều ô hơn vào mỗi EV, do đó tăng phạm vi.

CATL ước tính rằng các phương tiện sản xuất theo thiết kế này sẽ đạt được phạm vi hoạt động 1.000 km (621 dặm) mỗi lần sạc – tăng 40% so với công nghệ pin thông thường.

Cửa hàng cơ thể

Tại Ngày pin 2020 của Tesla, công ty đã chia sẻ thông tin về một số tiến bộ quan trọng. Trong khi pin 4680 mới của Tesla chiếm ưu thế trên các tiêu đề, CEO Elon Musk và phó chủ tịch cấp cao Drew Baglino đã vạch ra cách sản xuất ô tô Tesla đang thay đổi thông qua việc sử dụng các bộ phận đúc quy mô lớn để thay thế nhiều bộ phận nhỏ hơn. Họ cũng nói rằng Tesla sẽ bắt đầu sử dụng công nghệ tế bào-cơ thể vào khoảng năm 2023.

Sử dụng sự tương tự của một cánh máy bay — nơi mà bây giờ thay vì có một cánh với một thùng nhiên liệu bên trong, xe tăng có hình cánh — bộ đôi cho biết các tế bào pin sẽ được tích hợp vào cấu trúc của ô tô. Để làm được điều đó, Tesla đã phát triển một loại keo mới. Thông thường, keo trong một bộ pin giữ các tế bào và các tấm đóng gói lại với nhau và hoạt động như một chất chống cháy. Giải pháp của Tesla bổ sung chức năng tăng cường chất kết dính, làm cho toàn bộ pin chịu lực.

McTurk giải thích: “Việc tích hợp các ô vào khung cho phép các ô và khung trở nên đa năng. Các tế bào trở thành nơi lưu trữ năng lượng và hỗ trợ về mặt cấu trúc, trong khi khung máy trở nên hỗ trợ về mặt cấu trúc và bảo vệ tế bào. Điều này có hiệu quả loại bỏ trọng lượng của vỏ tế bào, biến nó từ trọng lượng chết thành một thứ có giá trị đối với cấu trúc của xe. “

Theo Tesla, thiết kế này cùng với việc đúc khuôn, có thể cho phép xe tiết kiệm được 370 bộ phận. Điều này giúp giảm 10% trọng lượng cơ thể, giảm chi phí pin xuống 7% mỗi kilowatt giờ và cải thiện phạm vi hoạt động của xe.

Trong khi pin 4680 của Tesla với khối lượng lớn hơn dường như đóng một vai trò không thể thiếu trong khả năng của công ty trong việc chuyển sang thiết kế từ tế bào sang thân máy, thì pin Qilin mới của CATL tự hào có dung lượng tăng 13% so với 4680, với hiệu suất sử dụng âm lượng là 72 phần trăm và mật độ năng lượng lên đến 255 watt-giờ trên kilogam. Nó được thiết lập để trở thành một phần quan trọng của giải pháp cell-to-pack thế hệ thứ ba của CATL và có thể sẽ là nền tảng cho việc cung cấp cell-to-chassis của công ty.

Xem Thêm : Anker vừa tạo ra một thẻ AirTag tốt hơn

Một ô dễ dàng

Chiếc sedan Leapmotor C01, được bán vào cuối năm 2022, sử dụng thiết kế kết hợp giữa các ô.

Ảnh: Leapmotor

Đối với những người nghĩ rằng những công nghệ pin đột phá này vẫn còn vài năm nữa, nhưng thực tế cell-to-chassis đã có ở đây. Công ty khởi nghiệp xe điện đang phát triển nhanh chóng nhưng vẫn còn tương đối ít người biết đến của Trung Quốc Leapmotor tuyên bố là công ty đầu tiên đưa một chiếc ô tô sản xuất có công nghệ cell-to-chassis ra thị trường. Leap cho biết chiếc sedan C01 của Leap sẽ được bán trước cuối năm 2022. Sử dụng công nghệ độc quyền mà công ty đã đề nghị chia sẻ miễn phí, Leap cho biết C01 mang lại khả năng xử lý tốt hơn (sự phân bổ trọng lượng tốt hơn của thiết kế giữa các ô và khung có thể giải thích cho điều này ), tầm bay xa hơn một chút và cải thiện độ an toàn khi va chạm.

Nhiều chiếc EV trước đây đã được tạo ra từ nền tảng của ô tô đốt trong – và một số vẫn vậy – nhưng việc áp dụng thiết kế ô-tô-khung sẽ khiến những nền tảng cũ đó bị đánh bại một cách vô vọng. Theo Frost tại Sprint Power, “cam kết của hầu hết [manufacturers] hướng tới một tương lai chỉ dành cho EV kết hợp với nhiều thiết kế tích hợp hơn, chẳng hạn như cell-to-chassis, sẽ dẫn đến những cải tiến đáng kể trong thiết kế và hiệu suất tổng thể của EV. ”

Trong khi công nghệ cell-to-chassis chắc chắn là bước tiếp theo với EVs, nó không phải là thuốc chữa bách bệnh. Các công nghệ như pin thể rắn và pin dựa trên natri có thể là một phần của câu đố. Và việc áp dụng cell-to-chassis chắc chắn sẽ gây ra những vấn đề mới cho ngành.

Có điều, việc thay thế các ô bị lỗi sẽ khó hơn rất nhiều trong một bộ vỏ từ ô tô đến khung gầm, vì mỗi ô sẽ là một phần không thể thiếu trong cấu trúc của ô tô. Sau đó, có một câu hỏi là điều gì sẽ xảy ra khi chiếc xe bị phế thải. Hiện tại, các mô-đun có thể tìm đường vào nhiều ứng dụng đời thứ hai, nhưng McTurk tin rằng kích thước pin lớn hơn trong thiết kế cell-to-pack và cell-to-chassis có thể giới hạn chúng trong các ứng dụng lưu trữ dạng lưới.