Vì sao xe điện lại nặng?

Từ thiết kế tổng thể cho đến cấu tạo pin , xe điện thường nặng hơn đáng kể so với xe xăng, và sự chênh lệch này không chỉ ảnh hưởng đến cảm giác lái mà còn kéo theo nhiều hệ lụy về an toàn, hạ tầng và chi phí sử dụng.

Pin xe điện là "thủ phạm" chính

Theo Motor1, trọng tâm của vấn đề nằm ở bộ pin lithium-ion, thường được bố trí dưới sàn xe theo dạng phẳng. Đây là thành phần chiếm khối lượng lớn nhất. Trung bình, một mẫu EV có thể nặng hơn khoảng 450 kg so với phiên bản chạy xăng tương đương.

Pin là thành phần chiếm khối lượng lớn nhất trên một mẫu EV, vốn có thể nặng hơn khoảng 450 kg so với phiên bản chạy xăng tương đương. Ở các phiên bản dẫn động bốn bánh, mức chênh có thể tiến sát 500 kg.

Chẳng hạn, BMW 530i có khối lượng khoảng 1.833 kg, trong khi BMW i5 eDrive40 lên tới 2.230 kg, tức chênh lệch gần 400 kg. Ở các phiên bản dẫn động bốn bánh, mức chênh có thể tiến sát 500 kg.

Sự khác biệt này còn rõ rệt hơn ở phân khúc xe cỡ lớn. GMC Hummer EV có khối lượng vượt 4.080 kg, trong khi Rivian R1T cũng ở mức khoảng 3.175 kg. Để so sánh, một mẫu SUV chạy xăng cỡ lớn như Chevrolet Suburban thường dưới 2.720 kg.

Các vật liệu cấu thành bộ pin như nickel, cobalt hay sắt đều có khối lượng riêng cao. Nhu cầu tích trữ càng nhiều năng lượng trong không gian càng nhỏ càng khiến pin trở nên nặng.

Nguyên nhân sâu xa đến từ bản chất của pin. Các vật liệu cấu thành như nickel, cobalt hay sắt đều có khối lượng riêng cao. Khi nhà sản xuất muốn tăng dung lượng pin để cải thiện quãng đường di chuyển, họ buộc phải sử dụng nhiều vật liệu hơn, đồng nghĩa với việc khối lượng tăng lên.

Nhu cầu tích trữ càng nhiều năng lượng trong không gian càng nhỏ càng khiến pin trở nên nặng. Nỗi lo hết pin giữa đường khiến các hãng xe tiếp tục mở rộng dung lượng pin, vô tình tạo thành một vòng lặp: pin lớn hơn giúp đi xa hơn, nhưng cũng khiến xe nặng hơn.

Xe điện càng nặng, nguy cơ mất an toàn càng cao

Toàn bộ kết cấu xung quanh cũng phải "gánh" thêm khối lượng. Bộ pin cần một lớp vỏ bảo vệ đủ cứng để chịu va chạm, khung gầm phải được gia cố để đáp ứng tiêu chuẩn an toàn, còn hệ thống treo cũng phải thiết kế chắc chắn hơn để chịu tải lớn. Tất cả những yếu tố này cộng lại khiến tổng khối lượng tăng đáng kể.

Bộ pin cần một lớp vỏ bảo vệ đủ cứng để chịu va chạm, khung gầm phải được gia cố để đáp ứng tiêu chuẩn an toàn, còn hệ thống treo cũng phải thiết kế chắc chắn hơn để chịu tải lớn.

Hệ quả của trọng lượng lớn thể hiện rõ trong trải nghiệm vận hành và cả vấn đề an toàn. Xe điện thường mang lại cảm giác đầm chắc, nhưng cũng nặng nề hơn khi điều khiển. Về mặt rủi ro, các vụ cháy pin lại khó dập hơn so với cháy xe xăng.

Theo nghiên cứu của Cục Nghiên cứu Kinh tế Quốc gia Mỹ, xác suất tử vong cơ bản trong tai nạn tăng tới 47% cho mỗi khoảng 454 kg khối lượng xe tăng thêm, cho thấy xe càng nặng thì mức độ nguy hiểm trong va chạm càng cao.

Sự cố sập bãi đậu xe tại Lower Manhattan năm 2023 đã làm dấy lên lo ngại về khả năng chịu tải của các công trình cũ trước làn sóng xe điện và SUV ngày càng nặng.

Ngoài ra, trọng lượng lớn còn tạo áp lực lên hạ tầng giao thông. Sự cố sập bãi đậu xe tại Lower Manhattan năm 2023 đã làm dấy lên lo ngại về khả năng chịu tải của các công trình cũ trước làn sóng xe điện và SUV ngày càng nặng. Đồng thời, lốp EV cũng mòn nhanh hơn, một phần do khối lượng lớn, phần khác do mô-men xoắn tức thời cao, điều đã được ghi nhận trong nghiên cứu năm 2024 của J.D. Power.

Dù vậy, tương lai vẫn mở ra nhiều kỳ vọng. Công nghệ pin thể rắn được xem là bước đột phá tiếp theo, với ưu điểm sạc nhanh hơn, an toàn hơn và có mật độ năng lượng cao hơn. Công ty Donut Labs cho biết họ đã phát triển loại pin có mật độ 400 Wh/kg, cho phép một bộ pin 100 kWh chỉ nặng khoảng 250 kg.

Công nghệ pin thể rắn được xem là bước đột phá tiếp theo, với ưu điểm sạc nhanh hơn, an toàn hơn và có mật độ năng lượng cao hơn, từ đó giúp khối lượng của cơ cấu này có thể giảm đáng kể.

Ở thời điểm hiện tại, xe điện vẫn nặng hơn xe xăng do những giới hạn công nghệ, đặc biệt là ở pin và các hệ thống hỗ trợ. Tuy nhiên, khi công nghệ tiếp tục tiến bộ, đặc biệt với pin thể rắn, vấn đề này có thể dần được giải quyết, mở đường cho những chiếc EV nhẹ hơn, hiệu quả hơn và an toàn hơn trong tương lai.