Công nghệ đổi pin trên xe tải điện: Cách hoạt động và lợi ích

Công nghệ đổi pin trên xe tải điện cho phép thay bộ pin đã sử dụng bằng bộ pin được sạc sẵn, giúp phương tiện nhanh chóng tiếp tục vận chuyển. Một số hệ thống đã thực hiện thao tác đổi pin trong khoảng 3-5 phút, mở ra phương án bổ sung năng lượng cho đội xe chạy nhiều ca. Tuy nhiên, hiệu quả khai thác còn phụ thuộc vào thiết kế xe, khả năng phục vụ của trạm và chi phí sử dụng dịch vụ.

Công nghệ đổi pin trên xe tải điện là gì?

Đổi pin xe tải điện, hay battery swapping, là phương thức tháo bộ pin có mức năng lượng thấp khỏi xe và lắp bộ pin tương thích đã được sạc sẵn. Bộ pin tháo ra được đưa vào trạm để kiểm tra, sạc và chuẩn bị cho lượt sử dụng tiếp theo.

Điểm khác biệt nằm ở việc tách thời gian sạc pin khỏi thời gian dừng xe. Xe có thể tiếp tục chạy bằng bộ pin khác trong khi bộ pin vừa tháo vẫn đang được sạc.

Đây là hoạt động bổ sung năng lượng trong quá trình khai thác, khác với thay pin do hư hỏng hoặc suy giảm dung lượng. Bộ pin nhận tại trạm cũng không nhất thiết là pin mới; chất lượng và dung lượng sử dụng phải đáp ứng tiêu chuẩn của hệ thống và điều kiện dịch vụ.

Một hệ thống đổi pin cần có ba thành phần phối hợp: xe được thiết kế để đổi pin, bộ pin tương thích và trạm thực hiện việc thay thế, sạc, quản lý pin. Chẳng hạn, giải pháp QIJI của CATL (nhà sản xuất pin xe điện lớn nhất thế giới) kết hợp các khối pin, trạm đổi pin và nền tảng quản lý dữ liệu.

Quy trình đổi pin xe tải điện diễn ra như thế nào?

Tùy thiết kế, pin có thể được tháo lắp bằng cơ cấu nâng hoặc thiết bị thao tác tại vị trí dưới khung gầm. Trình tự cụ thể khác nhau giữa các hệ thống, nhưng có thể khái quát thành năm bước:

Trong màn trình diễn trạm đổi pin thông minh của SANY năm 2022, tài xế quét mã QR để kích hoạt chuỗi thao tác tự động gồm mở khóa, thay pin và khóa lại. Quy trình được thực hiện trong chưa đầy 5 phút. Đây là kết quả của hệ thống cụ thể, không phải thời gian mặc định cho mọi xe tải điện.

Với đơn vị vận tải, mức độ tự động hóa giúp giảm thao tác thủ công, nhưng vẫn cần quy trình vận hành và xử lý sự cố phù hợp. Tài xế phải làm theo hướng dẫn của từng trạm, không tự can thiệp vào cơ cấu khóa hoặc kết nối điện cao áp.

Đổi pin xe tải điện mất bao lâu?

Một số giải pháp đổi pin xe tải điện có thời gian thực hiện khoảng 3-5 phút. Tuy nhiên, cần phân biệt thời gian thao tác thay pin với tổng thời gian xe dành cho một lần vào trạm. Tại cảng Yantian, Trung Quốc, trạm đổi pin dưới khung gầm do QIJI Energy và đơn vị khai thác cảng đưa vào vận hành năm 2024 có thời gian đổi pin khoảng 5 phút. Đây là ví dụ thực tế cho ứng dụng trong vận tải cảng.

Trong kế hoạch vận tải, doanh nghiệp cần tính:

Tổng thời gian bổ sung năng lượng = Thời gian đi đến trạm + Chờ phục vụ + Định vị, đổi pin, kiểm tra + Quay lại tuyến

Nếu trạm nằm xa tuyến hoặc hết pin sẵn sàng, lợi thế của thao tác đổi pin nhanh có thể giảm đáng kể. Vì vậy, khi khảo sát, nên ghi nhận thời gian từ lúc xe rời tuyến đến khi quay lại làm việc, thay vì chỉ xem video thao tác thay pin. Cũng cần lưu ý rằng đổi pin không làm bộ pin đã cạn được sạc đầy trong 5 phút. Bộ pin đó vẫn cần thời gian sạc tại trạm; xe được nhận một bộ pin khác đã chuẩn bị trước.

Lợi ích của công nghệ đổi pin trên xe tải điện

Giảm thời gian dừng để bổ sung năng lượng

Lợi ích trực tiếp nhất là rút ngắn thời gian xe phải chờ tại điểm cấp năng lượng. Điều này đáng quan tâm với xe chạy nhiều ca, trung chuyển container hoặc vận chuyển theo chu kỳ liên tục.

Tuy nhiên, thời gian tiết kiệm chỉ tạo ra doanh thu bổ sung khi doanh nghiệp có đủ hàng, tài xế và thời gian giao nhận để thực hiện thêm công việc. Nếu xe vẫn phải chờ bốc dỡ, việc đổi pin nhanh chưa chắc giúp tăng số chuyến.

Hỗ trợ tổ chức đội xe theo tuyến cố định

Với đội xe thường xuyên quay lại cảng, nhà máy hoặc bãi tập kết, doanh nghiệp có thể bố trí lịch đổi pin theo ca. Nhu cầu năng lượng và thời điểm xe đến trạm cũng dễ dự báo hơn so với hoạt động chạy tuyến ngẫu nhiên. Từ đó, đơn vị khai thác có cơ sở xác định số vị trí đổi pin, lượng pin dự phòng và công suất sạc cần thiết.

Có thể tách chi phí mua xe và sở hữu pin

Một số mô hình kinh doanh cho phép tách quyền sở hữu xe và pin. Doanh nghiệp mua hoặc thuê phương tiện, còn pin được cung cấp theo hợp đồng riêng.

QIJI đưa mô hình tách xe và pin vào giải pháp đổi pin cho xe tải nặng. Tuy nhiên, việc áp dụng, mức thuê và trách nhiệm với pin phải được xác định theo từng thị trường, nhà cung cấp và hợp đồng.

Giảm số tiền đầu tư ban đầu không đồng nghĩa với việc tổng chi phí sử dụng chắc chắn thấp hơn. Chủ xe vẫn cần tính phí thuê pin và dịch vụ trong toàn bộ thời gian khai thác.

Những hạn chế cần tính trước khi đầu tư xe điện đổi pin

Xe và trạm phải tương thích

Không phải xe tải điện nào cũng đổi pin được. Phương tiện cần có thiết kế phù hợp về vị trí pin, cơ cấu tháo lắp, kết nối điện, quản lý pin và giao tiếp với trạm.

Hai xe cùng dùng pin CATL hoặc có dung lượng bằng nhau chưa đủ để kết luận có thể dùng chung trạm. Ngay cả khi một hệ thống hỗ trợ nhiều thương hiệu, khả năng đó vẫn giới hạn trong các cấu hình đã được thiết kế và xác nhận tương thích.

Trạm cần cả thiết bị và lượng pin dự phòng

Ngoài mặt bằng và nguồn điện, trạm còn cần cơ cấu thay pin, hệ thống sạc, thiết bị quản lý, bảo vệ và các bộ pin chờ sử dụng. Nghiên cứu Electrifying Heavy-Duty Trucks: Battery-Swapping vs Fast Charging cho thấy đổi pin có thể giảm thời gian dừng và cải thiện hiệu quả vận tải, nhưng có thể cần nhiều pin hơn trong toàn hệ thống. Đây là yếu tố phải đưa vào bài toán đầu tư.

Trạm có ít xe sử dụng sẽ khó phân bổ chi phí đầu tư. Ngược lại, nếu xe đến quá đông mà thiếu pin đã sạc, tình trạng chờ vẫn xảy ra.

Cần quy định rõ chất lượng pin nhận tại trạm

Doanh nghiệp cần làm rõ mức năng lượng bàn giao, tình trạng sức khỏe của pin, tiêu chuẩn kiểm tra và cách xử lý khi bộ pin không đáp ứng yêu cầu. Các điều khoản quan trọng gồm trách nhiệm khi pin hư hỏng, quy trình hỗ trợ khi xe gặp lỗi sau khi đổi pin và cách xử lý nếu trạm tạm ngừng phục vụ. Những nội dung này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng giao hàng đúng lịch.

So sánh đổi pin và sạc nhanh trên xe tải điện

Đổi pin không mặc nhiên tốt hơn sạc nhanh trong mọi tình huống. Nếu xe có nhiều giờ đỗ qua đêm và lượng điện nạp đủ cho ngày hôm sau, doanh nghiệp cần cân nhắc liệu đầu tư hệ thống đổi pin có tạo thêm giá trị tương xứng hay không. Ngược lại, nếu thời gian dừng sạc đang giới hạn số chuyến, đổi pin là phương án đáng đưa vào so sánh. Cách đánh giá phù hợp là đặt hai phương án trên cùng tuyến, cùng lượng hàng và cùng yêu cầu vận hành.

Chi phí đổi pin xe tải điện được tính như thế nào?

Không nên đưa ra một mức giá đổi pin chung khi chưa có bảng giá và điều kiện dịch vụ cụ thể. Tùy hợp đồng, chi phí có thể gồm tiền năng lượng, phí thao tác, tiền thuê pin hoặc khoản thuê bao.

Khi so sánh với sạc trực tiếp, doanh nghiệp nên sử dụng:

Chi phí năng lượng và dịch vụ/km = Tổng tiền điện, thuê pin và dịch vụ liên quan trong kỳ ÷ Tổng km thực chạy

Cần kiểm tra khoản nào đã nằm trong gói để tránh tính trùng. Nếu tự đầu tư trạm, phải bổ sung chi phí thiết bị, pin dự phòng, mặt bằng, bảo trì và vận hành.

Hiệu quả của việc giảm thời gian dừng cũng cần được tính riêng. Chỉ ghi nhận lợi ích từ chuyến tăng thêm khi có khả năng thực hiện và có doanh thu bù được chi phí phát sinh, không lấy toàn bộ thời gian tiết kiệm quy đổi thành lợi nhuận.

Doanh nghiệp nào nên xem xét xe tải điện đổi pin?

Từ đặc điểm vận hành, những trường hợp đáng khảo sát gồm:

• Vận tải cảng và trung chuyển container: Xe hoạt động quanh các điểm tập kết, có thể tổ chức trạm phục vụ tập trung.
• Vận chuyển giữa nhà máy và kho: Tuyến ổn định giúp dự báo nhu cầu đổi pin.
• Xe ben hoặc xe công trình chạy trong khu vực tập trung: Có thể xem xét hạ tầng dùng chung cho đội xe tương thích.
• Vận tải đường dài: Cần có chuỗi trạm phù hợp xuyên suốt hành trình và phương án dự phòng.

Đây là định hướng lựa chọn theo nhu cầu, không phải khẳng định mọi đội xe trong các nhóm trên đều có lợi khi đổi pin.

Câu hỏi thường gặp về đổi pin xe tải điện

Xe đổi pin có sạc trực tiếp được không?

Một số mẫu hỗ trợ cả hai phương thức. SANY đã giới thiệu các phiên bản xe tải nặng, xe ben và xe trộn bê tông điện có pin vừa sạc được vừa đổi được. Tuy nhiên, cần kiểm tra cấu hình của chiếc xe cụ thể trước khi mua.

Đổi pin có giúp xe chạy xa hơn không?

Đổi pin giúp xe tiếp tục hành trình bằng năng lượng từ bộ pin khác. Quãng đường chạy giữa hai lần đổi vẫn phụ thuộc dung lượng sử dụng được, tải chở, địa hình và điều kiện vận hành.

Có thể đổi pin giữa hai xe khác thương hiệu không?

Có thể trong hệ thống hỗ trợ các cấu hình tương thích. Trạm tại cảng Yantian là một ví dụ phục vụ nhiều mẫu và thương hiệu xe tải điện; điều đó không có nghĩa mọi xe điện đều dùng chung được trạm này.

Lựa chọn công nghệ đổi pin theo nhu cầu khai thác

Công nghệ đổi pin trên xe tải điện giải quyết trực tiếp bài toán thời gian dừng để bổ sung năng lượng. Giá trị thực tế phụ thuộc vào sự đồng bộ giữa xe, pin, trạm và lịch vận tải. Khi tìm hiểu xe tải điện, hãy cung cấp cho đơn vị tư vấn quãng đường mỗi ca, tải chở, số chuyến và thời gian dừng cho phép. Liên quan đến dòng xe tải điện, Quý khách hàng vui lòng liên hệ Hotline 0816808899 của U-Truck để được tư vấn.