Xe điện nặng hơn xe xăng: Thực tế không thể phủ nhận
Trong những năm gần đây, xe điện đã trở thành xu hướng toàn cầu nhờ khả năng giảm phát thải và vận hành êm ái. Tuy nhiên, một trong những điểm khác biệt lớn nhất giữa xe điện và xe sử dụng động cơ đốt trong lại nằm ở trọng lượng. Phần lớn các mẫu xe điện hiện nay đều nặng hơn đáng kể so với xe xăng cùng phân khúc.
Điều này không phải là cảm nhận chủ quan mà là một thực tế đã được kiểm chứng qua hàng loạt mẫu xe trên thị trường. Sự chênh lệch này có thể lên tới hàng trăm kilogram, thậm chí hơn nửa tấn đối với các dòng xe lớn. Nguyên nhân chính của hiện tượng này nằm ở bộ pin - thành phần quan trọng nhất của xe điện, đồng thời cũng là phần nặng nhất.
Bất kỳ ai từng xách một bình ắc quy ô tô hay chỉ đơn giản là cầm một viên pin đều hiểu rằng pin thường nặng hơn vẻ ngoài của chúng rất nhiều. Pin lithium-ion trên xe điện cũng không ngoại lệ.
Chúng thường được bố trí thành một khối lớn, phẳng, nằm dưới sàn xe theo dạng "ván trượt" (skateboard platform). Chính vì vậy, xe điện thường nặng hơn khoảng 1.000 pound (khoảng 454 kg) so với các mẫu xe chạy xăng tương đương.
Ví dụ cụ thể, chiếc BMW 530i bản động cơ 4 xi-lanh có khối lượng khoảng 4.041 pound (1.833 kg), trong khi phiên bản chạy điện cùng dòng là BMW i5 eDrive40 lại lên tới 4.916 pound (2.230 kg), tức nặng hơn 875 pound (gần 400 kg). Nếu so với các bản dẫn động bốn bánh, khoảng cách này còn lớn hơn, đạt khoảng 1.089 pound (494 kg).
Ở nhóm xe cỡ lớn, sự chênh lệch về trọng lượng càng gây chú ý. Những mẫu bán tải và SUV chạy điện thường rất nặng, tiêu biểu như GMC Hummer EV với trọng lượng vượt 9.000 pound (hơn 4 tấn).
Ngay cả những lựa chọn "nhẹ nhàng" hơn như Rivian R1T cũng ở mức khoảng 7.000 pound (3,17 tấn). Trong khi đó, các phiên bản chạy xăng của Chevrolet Suburban thường chỉ dưới 6.000 pound (khoảng 2.721,6 kg).
Vì sao pin xe điện lại nặng đến vậy?
Để hiểu vì sao pin xe điện có trọng lượng lớn, cần xem xét ba yếu tố chính: vật liệu cấu thành, mật độ năng lượng và yêu cầu lưu trữ.
Trước hết, pin lithium-ion được tạo thành từ nhiều kim loại nặng như niken, coban, sắt và lithium. Đây là những vật liệu có khối lượng riêng cao, khiến mỗi cell pin đều có trọng lượng đáng kể. Khi hàng nghìn cell được ghép lại thành một bộ pin lớn, tổng trọng lượng trở nên rất lớn.
Thứ hai, để tăng phạm vi hoạt động (range), các hãng xe phải tăng dung lượng pin. Điều này đồng nghĩa với việc sử dụng nhiều vật liệu hơn, kéo theo trọng lượng tăng lên. Đây là một vòng lặp khó tránh: muốn xe đi xa hơn thì phải tăng pin, nhưng pin nhiều hơn lại khiến xe nặng hơn.
Thứ ba, việc lưu trữ năng lượng trong không gian hạn chế đòi hỏi thiết kế pin phải dày đặc và chắc chắn. Không giống như bình xăng đơn giản, pin cần có cấu trúc phức tạp để đảm bảo an toàn, ổn định và hiệu quả.
Không chỉ pin: Cả hệ thống phải "gánh" thêm trọng lượng
Pin không phải là yếu tố duy nhất khiến xe điện nặng. Để đảm bảo an toàn và hiệu suất, toàn bộ hệ thống xung quanh cũng phải được gia cố.
Trước hết là vỏ pin. Đây là lớp bảo vệ cực kỳ quan trọng, có nhiệm vụ giữ an toàn cho các cell pin trong trường hợp va chạm. Vỏ này thường được làm từ vật liệu cứng và dày, góp phần làm tăng trọng lượng tổng thể.
Tiếp theo là hệ thống treo. Với khối lượng lớn hơn, xe điện cần hệ thống treo chắc chắn hơn để đảm bảo độ ổn định khi vận hành. Điều này đồng nghĩa với việc sử dụng các bộ phận lớn hơn, nặng hơn.
Ngoài ra, hệ thống làm mát pin, hệ thống điện và các cảm biến an toàn cũng góp phần làm tăng trọng lượng xe.
Ảnh hưởng đến trải nghiệm lái và an toàn giao thông
Trọng lượng lớn của xe điện mang lại những tác động rõ rệt đến trải nghiệm lái. Một mặt, việc đặt pin dưới sàn giúp hạ thấp trọng tâm, làm tăng độ ổn định khi vào cua và giảm nguy cơ lật xe. Đây là một lợi thế lớn của xe điện so với xe xăng.
Tuy nhiên, trọng lượng lớn cũng khiến xe có cảm giác "đầm" hơn, đôi khi kém linh hoạt trong những tình huống cần phản ứng nhanh. Việc tăng tốc mạnh mẽ của động cơ điện có thể bị ảnh hưởng bởi khối lượng lớn, đặc biệt ở tốc độ cao. Ngoài ra, quãng đường phanh cũng có thể dài hơn nếu hệ thống phanh không được thiết kế phù hợp với trọng lượng xe.
Một chiếc xe nặng hơn không chỉ ảnh hưởng đến người lái mà còn đến những người cùng tham gia giao thông. Trong trường hợp va chạm, xe có trọng lượng lớn sẽ tạo ra lực tác động mạnh hơn. Điều này có thể làm tăng mức độ nghiêm trọng của tai nạn, đặc biệt đối với người đi bộ hoặc các phương tiện nhỏ hơn.
Bên cạnh đó, nguy cơ cháy nổ của pin lithium-ion cũng là một vấn đề được quan tâm. Dù xe xăng cũng có thể cháy, nhưng các vụ cháy pin thường khó dập hơn và có thể kéo dài trong thời gian dài.
Một khía cạnh khác là cơ sở hạ tầng. Năm 2023, một bãi đỗ xe ở khu Lower Manhattan xây từ năm 1925 đã bị sập, làm dấy lên tranh luận về việc liệu các công trình cũ có đủ khả năng chịu tải khi ngày càng nhiều SUV và xe điện nặng xuất hiện.
Ngoài ra, xe điện còn có xu hướng làm mòn lốp nhanh hơn so với xe chạy xăng. Theo nghiên cứu năm 2024 của J.D. Power, nhiều chủ xe đã bất ngờ với điều này. Nguyên nhân chính đến từ khối lượng lớn của xe, kết hợp với mô-men xoắn cao được truyền gần như tức thì - đặc trưng của động cơ điện - khiến lốp chịu áp lực lớn hơn trong quá trình vận hành.
Tương lai của xe điện: Có thể nhẹ hơn không?
Dù hiện tại xe điện còn nặng, nhưng công nghệ pin đang phát triển rất nhanh. Một trong những hướng đi đầy hứa hẹn là pin thể rắn.
Pin thể rắn được kỳ vọng sẽ có mật độ năng lượng cao hơn, cho phép lưu trữ nhiều năng lượng hơn trong cùng một khối lượng nhỏ hơn. Điều này có thể giúp giảm đáng kể trọng lượng xe điện trong tương lai.
Ngoài ra, loại pin này còn có ưu điểm về độ an toàn và khả năng sạc nhanh. Nếu được thương mại hóa rộng rãi, pin thể rắn có thể thay đổi hoàn toàn cách thiết kế xe điện.
