Tư Mỏ Lết
Bình điện là một bộ phận quan trọng của chiếc xe, cho dù cũng không có nhiều người lái xe để ý đến nó lắm. Kỳ thực, có nhiều người lái xe không hề biết bình điện nằm ở đâu trong dàn máy. Cho đến một ngày chiếc xe thân yêu của mình không chịu tự đề máy, phải nhờ ai đó cặp hai sợi dây vào chiếc xe khác để “jump start,” lúc đó mới biết: “ À! Đây là cái bình điện xe hơi đây!”
Hầu hết các loại xe hơi thông dụng hiện nay đều đang sử dụng loại bình điện 12 Volt. Chức năng cơ bản nhất của bình điện nằm gọn trong 3 chữ cái SLI (Starting, Lighting, Ignition- Khởi động, đèn chiếu sáng, đánh lửa). Bình điện xe bắt đầu gánh 3 trọng trách này từ năm 1971, là thời điểm mà loại bình điện kín (sealed battery) được phát minh, để thay thế cho thế hệ bình cũ mà người chủ xe phải lo “châm nước bình,” bất tiện vô cùng, mà lại có độ tin cậy kém nữa!
Tuy nhiên, những qui định mới của ngành công nghiệp xe hơi về chỉ tiêu mức tiêu hao năng lượng (mpg), cũng như yêu cầu của các thế hệ xe lái tự hành trong tương lai, đã đặt ra nhu cầu phải thay thế loại bình 12 volt bằng một thế hệ bình điện mới, có điện thế cao hơn: 48 volt. Công ty đi đầu trong lĩnh vực này là Delphi Automotive, một công ty chuyên sản xuất phụ tùng xe hơi lớn vào hàng bậc nhất trên thế giới, có trụ sở chính đặt tại Anh, và văn phòng đại diện khu vực Bắc Mỹ đặt tại Detroit, Michigan.
Trên trang mạng chuyên ngành xe hơi www.autonews.com mới đây có một bài viết về cuộc thăm viếng bản doanh của Delphi Automotive ở Bắc Mỹ, và được nghe bà phó chủ tịch của công ty này- Mary Gustanki- trình bày về dự án phát triển bình điện 48 volt. Bà Mary đang được giao nhiệm vụ phát triển một hệ thống điện mà có thể hỗ trợ cho nhiều chức năng mới của xe như:
-Những thiết bị liên quan đến chế độ lái tự động của xe: camera, radar, sensor, máy tính…
-Một số bộ phận động lực như bơm nước, bơm dầu sẽ được chuyển từ vận hành cơ sang điện
-Các bộ phận điện toán giúp cho xe kết nối mạnh hơn không chỉ với internet, mà còn cả với những chiếc xe khác, những tòa nhà, hệ thống tín hiệu giao thông… của môi trường xung quanh.
Phải phụ trách nhiều chức năng hơn, dung lượng lớn hơn, cho nên loại bình điện 48 volt chắc chắn là không thể rẻ. Delphi ước lượng giá thành một bình điện 48 volt vào khoảng $1,200. Nghe thì đắt, nhưng những lợi ích kinh tế mà nó đem lại rất thiết thực. Delphie đã cho thử nghiệm trên chiếc 2016 Honda Civic, thiết kế cho thị trường Châu Âu, chạy bằng diesel. Những thử nghiệm ban đầu cho thấy mức tiêu hao nhiên liệu của xe tiết kiệm được thêm 10%. Đây là một mức tiết kiệm rất lớn, nếu chúng ta biết rằng những kỹ sư thiết kế thường phải nỗ lực nhiều để giảm từng 1% mức tiêu hao nhiên liệu.
Bên cạnh việc giúp tiết kiệm nhiên liệu, bình 48 volt còn giúp cho xe vận hành với độ tin cậy cao hơn. Thí dụ như hệ thống tự ngừng và khởi động xe trở lại, mỗi khi xe dừng di chuyển, để tiết kiệm năng lượng và bớt lượng khí thải. Loại bình cũ 12 volt gặp khó khăn trong hoạt động ngừng-khởi động liên tục kiểu này. Trong khi bình 48 volt vận hành chế độ làm việc này hoàn toàn trơn tru.
Delphi tin tưởng rằng việc chuyển các bộ phận sử dụng nhiều năng lượng của xe sang chế độ hoạt động điện sẽ là một giải pháp tốt để đáp ứng các tiêu chuẩn về tiết kiệm nặng lượng của xe hơi. Đến năm 2025, các nhà chế tạo xe hơi phải đạt được con số trung bình 54.5 mpg cho các đời xe sản xuất của mình. Chỉ tiêu này hoàn toàn có thể đáp ứng được, khi mà các xe được trang bị hệ thống tự ngừng-khởi động khi dừng như đã nói trên, cũng như sử dụng các loại máy điều hòa thân thiện với môi trường cho xe hơi. Song song với đó là việc giảm công suất của các động cơ chạy bằng nhiên liệu xăng dầu. Để thực hiện công việc này, đồng nghĩa với hệ thống điện của xe sẽ gánh vác nhiều chức năng vận hành hơn.
Tuy nhiên, Delphi cho biết không phải tất cả các thiết bị sử dụng điện trên xe sẽ chuyển sang hệ thống 48 volt. Một số bộ phận như đèn, radio, quay kính xe, khóa cửa xe vẫn giữ lại hệ tống 12 volt. Delphi còn nhắm tới mục tiêu là hệ thống điện 48 volt phải cố gắng thu hồi tối đa năng lượng tạo ra và mất đi trong quá trình thắng xe. Đây là một hướng để tăng hiệu suất sử dụng năng lượng. Một điểm cũng đáng chú ý trong việc tiết kiệm điện năng cho xe, đó là việc sử dụng hệ thống đèn LED, vừa sáng hơn, vừa hiệu suất cao hơn.
Sử dụng điện năng nhiều hơn trong hệ dẫn động… truyền động với hệ thống điện 48 volt, cho phép việc tự động hóa dễ dàng hơn. Bà Gustanki nói rằng hệ thống điện cho xe không chỉ là điện thế, điện năng, mà nó còn liên quan đến tốc độ truyền dữ liệu. Đó chính là quá trình “điện toán hóa” hệ thống động lực của xe hơi, dẫn đến việc tự động hóa hoàn toàn và an toàn cho những chiếc xe tự hành trong tương lai.
Bình điện xe hơi đang được cải tiến kỹ thuật, để đáp ứng với xu hướng tiến hóa của ngành công nghiệp xe hơi ngày nay. Hãy điểm lại một số cột mốc quan trọng trong lịch sử phát triển của bình điện xe hơi:
-Pin điện cổ xưa nhất của nhân loại được tìm thấy là vào khoảng 250 năm trước Công Nguyên, ở thủ đô Bagdad của Iraq.
-Chiếc xe chạy điện đầu tiên được phát minh trong khoảng 1832-1839 bởi Robert Anderson, người Scotland. Cũng trong khoảng 1834-1835, nhà phát minh người Mỹ Thomas Davenport cũng được ghi nhận chế tạo ra chiếc xe điện đầu tiên.
-1859: Loại bình điện chì-acid được phát minh ra bởi nhà sáng chế Gaston Plante người Pháp. Đây được xem là bình điện có thể sạc lại để tái sử dụng đầu tiên của thế giới, một phát minh quan trọng vào bậc nhất trong lĩnh vực điện xe hơi.
-Vào đầu thế kỷ 20, hàng loạt các thiết bị sử dụng điện trên xe hơi được phát minh. 1911: chiếc còi xe hơi xài điện ra đời. 1912: hệ thống đề máy xe hơi bằng điện được phát minh, thay cho việc khởi động xe bằng trục quay tay. 1939: loại bóng đèn bịt kín, chiếu sáng trước xe ra đời. 1949: Hệ thống khởi động bằng chìa khóa được áp dụng cho xe hơi.
-1971: Loại bình điện niêm kín, không cần bảo trì ra đời, đem lại sự tiện nghi rất nhiều cho chủ xe hơi.
-2000-2010: Hệ thống tự ngừng-tái khởi động mỗi khi xe dừng lại được phát triển và ngày càng phổ biến. Hệ thống này giúp xe tiết kiệm nhiên liệu, đỡ ô nhiễm môi trường hơn, nhưng đòi hỏi bình điện phải mạnh hơn, đáng tin cậy hơn để giúp xe liên tục tắt máy và khởi động.
