gần đây hãng xe GM khuyến nghị khách hàng mua chiếc xe điện Chevrolet Bolt của hãng không nên dùng xe vì những vụ cháy liên quan đến pin khiến công ty tiến hành 3 đợt thu hồi và tốn của hãng 1.8 tỷ đôla chi phí bảo hành
hãng đang tìm cách để đẩy chi phí ấy cho công ty bán pin là LG Energy Solution còn được gọi tên là công ty LG Chem là công ty con mới tách ra gần đây
LG biết trách nhiệm của mình trong sự cố, giải thích lý do từ vấn đề chất lượng sản xuất cell pin
kiện cáo có lẽ sẽ đến
vụ nhiệt náo này cho thấy lo ngại đang lên với thế hệ mới nhất của pin xe điện công suất cao: cháy
Ôtô điện Chevrolet Bolt
năm 2007 GM ra mắt chiếc Chevrolet Bolt công suất 60 kilowatt giờ với gói pin 350 volt lithi ion
năm 2020 phiên bản cải tiến chạy công suất 66 kilowatt giờ
gói pin bao gồm 288 cell ion lithi trong 96 môđun (3 cell song song) và chạy được quảng đường 200 dặm cao tốc
đây là những cell loại cắm được, chất hoá học chủ yếu là ôxit lithi nicken, ôxit lithi côban và lithi lithi magiê
cấu trúc giàu nicken này cho phép xe đi xa và chiếm 1 phần 5 tổng giá thành xe
đợt thu hồi đầu tiên năm 2018
tháng 11 năm 2020 công ty ra mắt cập nhật phần mềm để xử lý vấn đề, nhưng sau đó một vài vụ cháy khác xảy ra trong đó một chiếc xe Bolt bị nạn đã cập nhật phần mềm
tháng 7 năm 2021 đợt thu hồi thứ 2 và sau đó tháng 8 năm 2021 đợi thu hồi thứ 3 là tốn kém nhất đã thu hồi những chiếc Chevy Bolt phiên bản từ năm 2020 đến 2022 và cả một số mẫu 2019 chưa thu hồi
về căn bản hãng đã thu hồi tất cả 141000 chiếc Bolt bán ra
GM khuyến nghị
hãng khuyến nghị chủ xe làm như sau
đậu cách xe khác 15 mét
đậu ở tầng trên cùng của bãi để xe
quản lý xe khi sạc
chỉ sạc pin đến 90%
không chạy khi pin chỉ còn đi được 110 km
luôn đậu xe ngoài trời
vụ thu hồi Chevy Bolt là quả đắng GM khó nuốt vì năm 2016 đài Bloomberg đã đăng bài viết rằng hãng sẽ chịu 8000 đến 9000 lỗ cho mỗi xe bán ra
dù sao thì GM cũng thay pin, làm việc với LG để tăng quy mô sản lượng để thay thế những môđun pin
hiện nay hai công ty đã có quan hệ chặt chẽ và bắt buộc phải cùng nhau vượt qua
Cháy xe điện
xe điện bắt cháy là tin nóng hổi, đặc biệt nếu là xe Tesla
cháy xe điện là khá hiếm.Nếu lưu trữ và vận hành trong giới hạn nhà sản xuất khuyến nghị thì pin ion lithi có tỷ lệ hỏng vào 1 phần 40 triệu
Elon Musk đúng khi nói rằng cháy xe động cơ đốt trong còn phố biến hơn nhiều
năm 2019 có 190 000 đám cháy phương tiện ở Mỹ
số liệu cũng phải ghi nhận số lượng xe điện chỉ là thiểu số so với toàn bộ xe
một số dữ liệu bảo hiểm xe cũng cho thấy xe điện thường có tỷ lệ cháy thấp hơn
và cũng phải nói rằng chủ xe điện thường giàu và do đó thường là những tài xế cẩn thận hơn nên ít cháy hơn
lý do thứ 2 cháy xe điện thường là tin nóng vì những đám cháy thường lớn và nóng
Pin đang hoạt động
pin có vật liệu cực dương [anode] và cực âm [cathode] và chất điện ly và một bộ cách biệt [cách điện]
hoạt động bình thường thì ion lithi chạy từ cực dương qua cực âm cấp điện cho máy
khách hàng muốn thêm chức năng ví dụ xe điện quãng đường xa hơn và thời gian sạc nhanh hơn
để phục vụ nhu cầu ấy, thị trường đã phát triển và ra mắt những chất hoá học mới đặc biệt làm vật liệu cực dương ví dụ những vật liệu giàu nicken và mangan, vanadium pentoxide hoặc lithi sắt phôtphat nanospheres bọc cacbon
các nhà sản xuất chơi sát ván, bổ sung thêm vật liệu để tăng thời gian pin cấp điện và tăng công suất nhưng làm vậy cũng dẫn đến bất ổn nhiệt và dễ cháy lớn
nếu pin quá nóng hoặc bị hư hại hoặc bị lỗi sản xuất thì dẫn đến xảy ra một hiện tượng gọi theo "uyển ngữ" ngành là bị 'thoát nhiệt ồ ạt'
Thoát nhiệt mất kiểm soát
pin bị cháy vì một số lý do, trong trường hợp cụ thể này ta sẽ nói về quá nhiệt
nếu vận hành bình thường, các cell pin sinh nhiệt tương đối thấp và được tải thoát khỏi môđun
cấu trúc bên trong của pin được giữ vững
nếu nhiệt độ tăng và vượt quá một số mức nhất định, cấu kiện của pin bắt đầu biến đổi hoá học và nếu không có gì ngăn cản sẽ dẫn đến "thoát nhiệt ồ ạt"
thứ đầu tiên biến đổi là SEI là lớp đa pha điện ly rắn [solid electrolyte interphase layer]
lớp SEI được hình thành trên anode là bộ phận của tiến trình sản xuất điện hoá
lớp không thấm này bảo vệ cực dương khỏi phản ứng với các nguyên tử chất điện ly
khi nhiệt độ cao đến 90-120 độ C lớp SEI sụp đổ và tạo thêm nhiệt và cácbonic và dẫn đến phản ứng dây chuyền
không còn lớp SEI thì chất điện ly có thể tiếp cận và phản ứng với cực dương và sản sinh thêm nhiệt vì phản ứng chất điện ly thường cực kỳ nóng
ở nhiệt độ 135 độ C thì bộ tách biệt [cách điện] mất độ liền [nguyên] khối của kết cấu và cực dương và cực âm tiếp xúc và gây ra một đoản mạch nội bộ
đoản mạch nội bộ là lý do phổ biến nhất xe điện bốc cháy
lúc này, pin bắt đầu tự xả điện, cực dương và cực âm bắt đầu phân huỷ thải ra ôxi và thêm nhiệt
những chất hoá học của cực dương dễ bị phân huỷ hơn cả: ôxit lithi côban có lẽ dễ phân huỷ nhất, lithi sắt phôtphat ít bị phân huỷ nhất nên thường an toàn nhất nhưng có nhược điểm riêng
khi nhiệt độ lên hơn 200 độ C thì chất điện ly cũng phân huỷ và xả nhiệt
quan trọng là, phân huỷ xả ra khí 'phản động' và dễ nổ như cácbonic, khí hydrocacbon và florua
tất cả bộ phận của pin, lúc này, sụp đổ và xe bốc cháy và khó dập
Xe bốc cháy
cháy xe điện không phải bình thường vì thường gây ra bởi phản ứng trực tiếp giữa các cấu kiện pin và do đó không cần ôxi để cháy, gây khó cho lính cửu hoả hơn là cháy xe thường
ví dụ: ở pháo đài Lauderdale, Florida một vụ cháy xe điện đã tốn đâu đó từ 750 đến 1100 lít nước
có trường hợp phải mất 1 vạn lít nước trong một tiếng đồng hồ để dập cháy xe điện
trong khi xe bình thường chỉ cháy mất 5 phút
dùng nước dập cháy xe điện cũng tiềm ẩn rủi ro mới khi muối trong chất điện ly tên là Lithi hexafluorophốtphat có thể phản ứng với nước tạo thành khí axit mạnh hydro florua
nước đổ vào pin cũng dễ gây thêm đoản mạch
vẫn nổi tiếng là nước bẩn nếu lọt vào bộ phận bên trong pin có thể gây cháy xe điện, đã xảy ra với một số xe buýt điện ở Trung Quốc
chưa hết, pin xe điện có xu hướng bốc cháy lần nữa lâu sau khi đám cháy có vẻ đã bị dập tắt, lý do vì điện còn dư bên trong pin
ví dụ, pin trong xe bị cháy ở pháo đài Lauderdale, Florida đã tái bốc cháy khi xác xe được kéo khỏi hiện trường tai nạn, vụ cháy mới nhanh chóng bị dập nhưng lại [lần thứ 3] bốc cháy khi đến bãi phế liệu
một vụ cháy xe điện ở thành phố Nam Jordan bang Utah cũng cháy lại cùng ngày tai nạn và cháy lần nữa 5 ngày sau đó
các nhà sản xuất đã thực thi những biện pháp lớn để cài đặt những hệ thống ngăn cháy
Ngăn ngừa
nhiều lý do cháy pin xe điện, thỉnh thoảng không thể điều tra ra, cho nên nhà sản xuất đã thiết kế nhiều biện pháp an toàn để hoặc ngăn 'thoát nhiệt ồ ạt' xảy ra hoặc kiểm soát thoát nhiệt
một số biện pháp là hiển nhiên, một số đòi hỏi phải đánh đổi
ví dụ nới rộng khoảng cách giữa các cell trong môđun
kiểm tra trong phòng thí nghiệm cho thấy nếu một cell bị tổn thương, nó có thể nung nóng vùng lân cận và gây phản ứng dây chuyền
vì thế, đôi khi nhà sản xuất bổ sung tường lửa [nghĩa đen] giữa các cell nhưng làm thế cắt giảm mật độ điện và thu hẹp quãng đường xe đi được
hệ thống quản lý pin bên trong môđun cũng quan trọng
tách biệt một môđun và hệ thống điện của các cell có thể ngăn sự cố 'thoát nhiệt ồ ạt'
vì môđun là phần tử con của gói, phần mềm [cảm biến??] có thể được phối hợp vào để tiên đoán khả năng bị 'thoát nhiệt ồ ạt' của cell dựa theo mức nạp điện và thay đổi nhiệt độ
thay đổi nhiệt độ đột ngột cũng nguy hiểm không kém nhiệt độ cao
cho các cell, nhà sản xuất đã nhận dạng bộ tách biệt làm một biện pháp an toàn trọng yếu để ngăn 'thoát nhiệt ồ ạt' vì bộ tách biệt làm chủ yếu từ polyme nếu quá nóng thì các khoảng trống trong polyme khép lại - một tiến trình gọi tên là "bộ tách biệt đóng lại"
miễn là bộ tách biệt duy trì được nguyên [liền] khối kết cấu thì pin có cơ hội dịu lại
các kỹ sư đã thực thi những bộ tách biệt 3 lớp và kết hợp polyme bọc gốm để duy trì độ ổn định trong nhiệt độ khắc nghiệt
tuy nhiên vật liệu nào cũng có giới hạn
để xử lý khí 'thoát nhiệt vượt kiểm soát' khỏi tiềm năng gây nổ, các cell có thể được chế tạo kèm cơ chế thông khí an toàn
đã có nhiều bản quyền sáng chế được đăng ký cho cơ chế này
pin trụ 18650 có thể có những cửa sổ thông khí nhỏ, những tấm phủ cảm biến áp lực hoặc những lỗ kim bịt kín đơn giản
đây chỉ là nói sơ qua
nhà sản xuất có để tâm và nhiều nỗ lực vào giải quyết vấn đề, nhưng tai nạn vẫn xảy ra
Kết
đợt thu hồi là cú giáng mạnh vào công ty LG Energy tự hào về công nghệ hoá học tiên tiến và thiết kế cắm tiêu chuẩn ngành trong các sản phẩm cell pin
liệu có sai sót căn bản nào trong thiết kế cắm của LG hay không, như ám chỉ của Elon twit lên twitter, thì cũng khó nói
vấn đề đáng quan tâm hơn là liệu những vấn đề an toàn, thực tiễn hay tiềm tàng, với chất hoá học trong pin giàu nicken có khiến các nhà làm xe đổi sang lựa chọn pin lithi sắt phôtphat hay không
pin lithi sắt phôtphat thường an toàn hơn trước rủi ro 'thoát nhiệt ồ ạt' nhưng có nhược điểm về mật độ điện và cân nặng
công ty như BYD và CATL thống trị lĩnh vực lithi sắt phôtphat về sản lượng và đăng ký bản quyền sáng chế và đã có tiến bộ đáng chú ý với cell-đóng-gói nỗ lực khắc phục những nhược điểm
Tesla dùng lithi sắt phốtphat trong một số mẫu 3 ở Trung Quốc có thể phản ánh đây là hướng đi đúng
những đối thủ Trung Quốc cũng có thể giành thị phần ở Nauy nơi quãng đường chạy xa ít cần đến hơn
cho toàn ngành, xu thế xe điện đã quá mạnh khi hãng GM đã chuẩn bị một loạt mẫu xe điện mở bán tương lai
Ford và Porsche đang chế tạo phiên bản xe điện riêng cho những sản phẩm xịn xò [thương hiệu] sẵn có
chỉ là, đừng bao giờ nạp điện quá mức vô pin xe, vì lý do an toàn
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét