Xe điện là gì?

Xe điện hay xe chạy điện (tên tiếng anh Electric Vehicles viết tắt là EV) là phương tiện sử dụng động cơ điện hay động cơ kéo để tạo ra lực đẩy giúp xe chuyển động. Xe điện có thể sử dụng nguồn điện là pin, ắc quy hay máy phát điện để tạo ra nguồn điện cung cấp cho động cơ.

Nguồn gốc và sự phát triển xe điện

Xe điện lần đầu tiên xuất hiện vào cuối thể kỷ 19, loại xe này phù hợp cho các dòng xe cỡ nhỏ hay tàu điện. Khi mới xuất hiện thì động cơ đốt trong vẫn thống trị về cơ chế vận hành trên các loại xe nhất là ô tô. Nguyên nhân là do xe chạy xăng lúc này có chi phí vận hành rẻ và tiện dụng cho người sử dụng, cùng với đó là hiệu xuất động cơ xe xăng cao hơn hẳn, chính vì vậy mà xe điện bị lãng quên một thời gian dài và không được ưa chuộng.

Bước sang thế kỷ 21, xe điện chứng kiến sự trỗi dậy trở lại mạnh mẽ nhờ vào sự tiến bộ của công nghệ pin và động cơ điện. Ngoài ra những nỗ lực tập trung vào năng lượng tái tạo, giảm thiểu sự tác động của ô nhiễm tiếng ồn, ô nhiễm không khí.. cũng giúp xe điện dần được ưa chuộng.

Chính phủ các nước như Mỹ, Liên Minh Châu Âu cũng đưa ra các ưu đãi và hỗ trợ dành cho xe điện điều này dẫn tới thị trường xe điện ngày càng phát triển. Có thể kể tới thành công vượt bậc của hãng xe điện Tesla vươn lên trở thành hãng xe lớn nhất thế giới. Tesla đã cán mốc công ty 1000 tỷ USD vào T10/2021 trở thành một trong những công ty giá trị nhất trên thế giới.

Sự quan tâm ngày càng lớn của người tiêu dùng đối với xe điện đã khiến cho các hãng ô tô truyền thống hầu như cũng có kế hoạch và chuyển hướng sang thị trường xanh này. Doanh số xe điện năm 2016 chỉ đạt 2% nhưng dự kiến tới năm 2030 sẽ tăng lên tới 30% với sự tăng trưởng mạnh mẽ sẽ diễn ra ở Trung Quốc, Mỹ, Bắc Âu. Trong khi đó xe điện 2 bánh có thể sẽ tăng trưởng mạnh ở các nước Châu Á.

Cách thức hoạt động của xe điện

Xe điện hoạt động và vận hành phụ thuộc vào loại pin mà xe sử dụng. Tuy nhiên về cơ bản thì xe điện hoạt động trên nguyên lý giống nhau. Đó là lấy năng lượng từ pin sau đó cung cấp cho động cơ điện sử dụng. Động cơ sẽ tạo ra mô-men chuyển động giúp xe di chuyển. Hầu hết các loại pin trên xe điện đều có thể sạc lại để có thể tiếp tục duy trì hoạt động của xe cho những lần sau. Loại pin được dùng phổ biến nhất hiện nay chính là pin Lithium-ion. Loại pin này có khả năng lưu trữ điện lớn, khả năng sạc lại nhiều lần và độ tin cậy cao.

Các loại xe điện

Xe điện hiện rất phổ biến từ các dòng xe 2 bánh như xe đạp điện, xe máy điện cho tới các loại xe 3 bánh, xe bốn bánh, ô tô, tàu điện, bus điện, xe điện mini, xe điện cân bằng… Tuy nhiên tất cả các dòng xe này có thể chia thành 4 loại như sau:

– Xe điện chạy bằng pin (BEV): Tức là sử dụng năng lượng hoàn toàn từ pin điện, đây là nguồn cung cấp năng lượng duy nhất cho xe. Pin sẽ đảm bảo lưu trữ được nhiều năng lượng giúp xe đi xa và có thể sạc lại sau khi hết năng lượng. Loại xe này sử dụng phổ biến nhất hiện nay với ưu điểm là không gây ra tiếng ồn, khí thải độc hại cho môi trường. Tuy nhiên do phụ thuộc hoàn toàn vào pin cần đảm bảo sạc đủ năng lượng cho quãng đường mà xe muốn di chuyển. Mỗi loại xe có mức lưu trữ năng lượng khác nhau nên bạn cần xem thông số pin để đáp ứng được nhu cầu sử dụng.

– Xe điện hybrid plug-in (PHEV): Xe hybrid là sự kết hợp giữa xe chạy điện và xe chạy xăng (hoặc dầu diesel). Nó có thể kết hợp song song giữa chạy bằng điện hoặc chạy bằng xăng. Pin điện ở trên xe có thể được sạc từ bên ngoài hoặc sạc trực tiếp từ chính động cơ xăng bên trong xe. Với xe PHEV thì thường pin có dung lượng nhỏ hơn và bạn sẽ phải kết hợp cả 2 khi di chuyển đi xa. Ưu điểm của dòng xe này là sử dụng xăng ít hơn các dòng xe truyền thống và cũng ít gây ô nhiễm hơn.

– Xe điện không phích cắm (HEV): Tương tự như xe điện hybrid xe không phích căm sử dụng cả điện và xăng đồng thời. Tuy nhiên điểm khác nhau ở đây chính là xe không sạc điện từ phích cắm từ bên ngoài mà được lấy từ chính hệ thống phanh của xe. Hệ thống phanh này được gọi là phanh tái sinh, motor sẽ giúp giảm tốc độ xe và tạo ra điện từ nhiệt sinh ra khi phanh. Ưu điểm của xe điện HEV là pin được cung cấp năng lượng liên tục, linh hoạt và tối ưu hóa nhiên liệu sử dụng.

– Xe điện dùng pin nhiên liệu (FCEV): Pin nhiên liệu là pin được tạo ra từ oxi và hydro nén. Chúng biến đổi năng lượng hóa học của nhiên liệu để chuyển hóa thành năng lượng điện. Các loại khí này thông thường có sẵn trong tự nhiên và sản phẩm tạo ra trong quá trình sử dụng là nước nên cũng không gây ô nhiễm môi trường. Mặc dù vậy pin nhiên liệu có giá thành và chi phí sản xuất quá cao cùng với đó là công nghệ chế tạo sử dụng các công nghệ đắt tiền nên ít được ứng dụng trong thực tế.

Mặt lợi và hại của xe điện

Xe điện vẫn đang trong quá trình phát triển và hoàn thiện được đánh giá là dòng xe có nhiều ưu điểm, bên cạnh đó  cũng có không ít ý kiến cho rằng dòng xe này không hẳn là “xanh” hoàn toàn.

Tiết kiệm chi phí

Có thể thấy đây là một ưu điểm rất lớn đến từ sự phát triển của công nghệ chế tạo động cơ xe. So với xe xăng thì hiện nay xe điện tiết kiệm hơn rất nhiều, thậm chí nhiều hãng xe hoặc chính phủ còn hỗ trợ các trạm sạc miễn phí. Điều này có nghĩa bạn có thể hoàn toàn không mất chi phí gì khi di chuyển với xe điện nhất là xe điện 2 bánh vốn phổ biến ở Việt Nam và các quốc gia Châu Á.

Bạn cũng có thể sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo khác như pin mặt trời để cung cấp điện cho xe hoặc nếu có sử dụng điện gia đình để sạc thì chi phí cũng cực kì thấp.

Bảo trì dễ dàng

Không giống như xe chạy xăng truyền thống, xe điện gặp ít các vấn đề về hỏng hóc hơn, thường các sự cố xe điện sẽ gặp ở pin và động cơ. Các phần cứng trong xe cũng vận động ít hơn nên không sảy ra hỏng hóc. Chi phí bảo dưỡng thường niên của xe điện từ đó cũng thấp hơn và cũng không cần bảo dưỡng nhiều.

Bảo vệ môi trường

Giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường là lợi ích mà mọi người có thể dễ dàng nhìn thấy từ xe điện. Trong quá trình sử dụng xe điện hoàn toàn không tạo ra khí thải và tiếng ồn. Sử dụng năng lượng điện được cung cấp từ rất nhiều nguồn năng lượng tái tạo nên sẽ không bao giờ lo cạn kiệt nhiên liệu.

Không phụ thuộc vào xăng, dầu

Nhiều quốc gia hiện nay thiếu tài nguyên nên nguồn xăng, dầu phụ thuộc hoàn toàn vào việc nhập khẩu. Các quốc gia này có thể chịu ảnh hưởng rất lớn từ các quốc gia xuất khẩu dầu mỏ khi giá xăng, dầu tăng cao. Việc xe điện được đưa vào sử dụng rộng rãi sẽ giảm áp lực phải phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch.

Sử dụng phổ biến tại tòa nhà, văn phòng

Đây là ưu điểm chỉ có đối với xe điện mà không thể thấy trên xe chạy xăng. Đó là hiện nay nhiều người đã quen sử dụng xe điện mini, xe điện cân bằng để di chuyển trong các tòa nhà, khu văn phòng rộng lớn. Điều này sẽ không thể có được đối với xe chạy xăng do tiếng ồn và khả năng phát tán khí thải ra không khí.

Nhược điểm

Bên cạnh rất nhiều ưu điểm thì xe điện cũng có những hạn chế và nhược điểm nhất định. Trước hết là xe điện vẫn sẽ gây ra ô nhiễm môi trường một cách gián tiếp thong qua quá trình sản xuất hàng loạt pin điện. Ngoài ra việc thải bỏ các pin hết hạn sử dụng cũng là một vấn đề nhức nhối. Nếu không được tái sử dụng nguồn pin này có thể ảnh hưởng không nhỏ tới môi trường.

Bên cạnh đó hiệu xuất động động cơ và hiệu năng xe vẫn kém hơn so với động cơ đốt trong, xe thường di chuyển được quãng đường ngắn. Vòng đời sử dụng pin không được dài thường chỉ vài năm là phải thay mới và chi phí thay pin cũng khá cao. Ngoài ra thời gian sạc cho xe điện cũng khá lâu và người dùng thường phải sạc qua đêm hoặc phải dự phòng thời gian chờ sạc cho xe.

Khả năng sạc của xe điện

Sự tiến bộ của công nghệ sạc nhanh giúp xe điện có thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng lớn. Trong đó mức sạc EV siêu nhanh là mức sạc cao nhất đối với một dòng xe điện có công suất lên tới 50 kW/h. Được ứng dụng trên các đường cao tốc hoặc các trạm sạc dịch vụ. Một số mẫu xe có thể sạc tới 80% chỉ trong 20 phút. Mức sạc tiếp theo là mức sạc EV nhanh công xuất ở mức 7-22 kW/h. Ở mức sạc này xe cũng sạc khá nhanh tuy nhiên thời gian đầy pin vẫn được tính bằng tiếng.

Mức sạc khiêm tốn nhất là mức sạc EV chậm với công xuất trung bình chỉ ở mức 2.3-6 kW/h. Mức sạc này thường phổ biến ở các dòng xe điện sử dụng sạc tại nhà hoặc các trạm sạc được đặt ở các bãi đỗ xe. Với mức sạc chậm bạn phải sạc trong một thời gian dài và thường là sạc qua đêm, thời gian chờ sạc đầy có thể lên tới 6-9 tiếng.