Gần một nửa lượng khí thải CO2 được tạo ra trong vòng đời của một chiếc xe điện được tạo ra ở công đoạn sản xuất bao gồm quá trình khai thác và xử lý nguyên liệu thô. Nguồn phát thải lớn thứ hai được sản sinh ra từ quá trình hoạt động của xe. Yếu tố này ảnh hưởng bởi hỗn hợp năng lượng được sử dụng để sạc, hiệu suất sạc, hiệu suất của xe và phong cách lái xe. Các quy trình tái chế và xử lý các vật liệu vào cuối vòng đời của một chiếc xe tạo ra tỷ lệ khí thải CO2 thấp nhất.
Nếu xét về các yếu tố riêng lẻ, hệ thống pin trên xe điện có sức ảnh hưởng lớn nhất đến lượng khí thải CO2 trong vòng đời của xe vì trên thực tế, hệ thống pin chiếm khoảng 40% lượng carbon dioxide được tạo ra khi một chiếc Taycan được sản xuất. Bên cạnh đó, hệ thống pin chính là yếu tố quyết định sự thành công của một chiếc xe điện trên thị trường bởi vì kích thước của pin phải phù hợp để đảm bảo những chiếc xe này có thể đáp ứng được mong đợi và yêu cầu của khách hàng.
Theo một nghiên cứu được thực hiện bởi một nhà sản xuất xe ở Mỹ, sự lo lắng về việc bị cạn kiệt pin là rào cản chính đối với khách hàng khi quyết định mua một chiếc xe điện. Việc tăng dung lượng và hiệu suất của pin chính là một dấu hiệu tốt cho thấy xe điện đang phát triển để phù hợp hơn với yêu cầu của khách hàng. Một số nhà sản xuất xe hiện có xu hướng tung ra các mẫu xe có phạm vi hoạt động trên 600 km nhưng những dòng xe có phạm vi hoạt động nhỏ hơn hiện cũng đang dần trở nên phổ biến.
Porsche hiện đang áp dụng cách tiếp cận theo hướng tiên phong để giải quyết thách thức này. Nhà sản xuất xe thể thao đã tiến hành phân tích các trường hợp sử dụng để giúp họ xác định kích thước pin nhằm đạt được sự cân bằng phù hợp giữa những yếu tố gây ảnh hưởng. Thương hiệu hiện đang hướng đến việc đảm bảo hiệu năng vận hành cho những mẫu xe điện của họ, đồng thời là giúp những mẫu xe có khả năng vận hành trên phạm vi rộng hơn. Thống kê chỉ ra rằng phần lớn khách hàng lái xe dưới 80 km mỗi ngày và khoảng 80% số kilometers mà khách hàng sử dụng xe trong vòng một tuần là dưới 450 km.
Theo mô hình mô phỏng cho một nguyên mẫu Taycan chạy trên đường đua Nordschleife tại Nürburgring đưa ra một kết quả về việc Porsche đã tính toán rằng một chiếc Taycan Turbo S ảo có pin 85,1 kWh và nặng 2.419 kg có thể hoàn thành một vòng đua trong 7:39,5 phút. Khi dung lượng pin giảm xuống 70 kWh, tổng trọng lượng xe giảm xuống còn 2.310 kg. Việc giảm năng lượng pin có nghĩa là Taycan mất thêm 7/10 giây để hoàn thành một vòng đua. Trọng lượng xe thấp hơn giúp xe có thể tăng tốc từ 0 – 100 km/h trong 2,9 giây, nhanh hơn 0,02 giây so với mẫu xe ảo cùng cấu hình nguyên bản. Những tính toán này chỉ ra rằng việc tiết kiệm trọng lượng tổng thể không bù đắp cho việc giảm năng lượng của pin.
Mặt khác, hệ thống pin 100 kWh làm tăng thêm 107 kg tổng trọng lượng của xe. Mặc dù có pin mạnh hơn, thời gian hoàn thành một vòng đua tăng lên 7:42,4 phút, xe tăng tốc từ 0 – 100 km/h mất 3,04 giây và 0 – 200 km/h mất 9,71 giây. Nếu được trang bị bộ pin 130 kWh, tổng trọng lượng xe tăng lên 2.743 kg. Với cấu hình này, thời gian hoàn thành một vòng đua tăng lên 7:48,2 phút, tăng tốc từ 0 – 100 km/h mất 3,28 giây và tăng tốc lên 200 km/h mất 10,48 giây.
Phát hiện của Porsche cũng đồng thời chỉ ra rằng, trong khi loại pin nhỏ hơn là lựa chọn tốt hơn để giảm lượng khí thải CO2 trong quá trình sản xuất, loại pin cỡ trung bình mang lại mức hiệu năng tốt nhất. Pin lớn thường được cho là cung cấp phạm vi hoạt động lớn hơn tuy nhiên, nhờ công nghệ 800 vôn và quy trình sạc điện một chiều hiệu quả cao, Taycan chỉ mất năm phút để tích trữ đủ năng lượng để chạy thêm 100 km. Hầu hết các nghiên cứu đều khuyến nghị tỷ lệ cứ 2 giờ lái xe lại dành ra 15 phút sạc và Taycan có khả năng đi được quãng đường dài khi lái xe theo cách này.
Theo dự kiến, các mẫu xe điện thế hệ thứ hai chưa được tung ra thị trường sẽ tạo ra ít hơn 1/4 lượng khí carbon dioxide trong suốt vòng đời của chúng so với các mẫu xe thế hệ đầu tiên và chính công nghệ pin sẽ đóng góp lớn nhất vào việc giảm lượng khí thải carbon của xe. Công nghệ pin tế bào mới sẽ giảm mức độ tiêu thụ năng lượng và dung lượng sạc cao hơn sẽ cải thiện hiệu quả. Ngoài ra, sự gia tăng dự kiến về tỷ lệ nguyên liệu thô tái chế có sẵn từ pin hứa hẹn một sự cải thiện lớn về sự phát triển bền vững của thương hiệu.
Tham khảo: Porsche
