Vào hôm 21/11/2022 vừa qua, hãng Toyota đã chính thức trình làng thế hệ mới của dòng MPV cỡ trung Innova tại thị trường Indonesia. Bên cạnh thiết kế lột xác, trang bị tiện nghi và an toàn hiện đại hơn cũng như khung gầm mới, Toyota Innova 2023 mới còn có một điểm nhấn nữa là hệ truyền động hybrid.
 |
| Hình minh họa của hệ truyền động hybrid cho Toyota Innova 2023. |
Được dùng để thay thế động cơ diesel, hệ truyền động hybrid trên Toyota Innova thế hệ thứ 7 bao gồm động cơ xăng 4 xi-lanh, dung tích 2.0L, mô-tơ điện và cụm pin niken-hyđrua kim loại (Ni-MH) nằm bên dưới 2 ghế trước. Vậy pin niken-hyđrua cho Toyota Innova Hybrid 2023 mới ra mắt là gì?
Pin Ni-MH là gì?
Tương tự pin lithium-ion, pin Ni-MH cũng là loại pin có thể sạc. Đúng như tên gọi, pin Ni-MH hoạt động dựa trên phản ứng hóa học tại cực dương, giống như pin niken-cadmi (Ni-Cd). Cả hai loại pin này đều dùng hợp chất vô cơ niken oxit hydroxit (NiOOH). Tuy nhiên, cực âm của pin Ni-MH lại dùng kim loại hấp thụ hydro thay vì cadmi như pin Ni-Cd.
 |
| Một cụm pin Ni-MH dùng cho xe hybrid của Toyota. |
So với pin Ni-Cd có cùng kích thước, pin Ni-MH sở hữu dung lượng gấp 2 hoặc 3 lần. Mật độ năng lượng của pin Ni-MH cũng cao hơn nhưng lại thua xa pin lithium-ion.
Lịch sử của pin Ni-MH
Trung tâm Nghiên cứu Battelle-Geneva đã bắt tay vào phát triển pin Ni-MH từ năm 1967. Dự án phát triển này đã được hai hãng xe là Daimler-Benz và Volkswagen tài trợ trong gần 2 thập kỷ. Đến thập niên '70, pin Ni-MH bắt đầu được dùng cho các thiết bị vệ tinh. Từ năm 1989, pin Ni-MH mới được bán cho người tiêu dùng.
 |
| Tương tự pin lithium-ion, pin Ni-MH cũng là loại pin có thể sạc. |
Đến năm 1997, Toyota Prius - mẫu xe có công cách mạng hóa mảng xe hybrid thế giới - ra mắt tại Nhật Bản và dùng pin Ni-MH. 9 năm sau đó, hơn 2 triệu chiếc xe hybrid được sản xuất trên toàn cầu đều dùng loại pin này.
Ưu điểm của pin Ni-MH
Chịu được thời tiết khắc nghiệt
Cả pin lithium-ion và pin Ni-MH đều khá bền, có thể sử dụng trong nhiều năm. Tuy nhiên, ở những nơi có nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp, pin Ni-MH sẽ có khả năng chịu đựng tốt hơn pin lithium-ion. Nếu được bảo dưỡng theo đúng khuyến cáo của nhà sản xuất, pin Ni-MH có thể sở hữu tuổi thọ rất dài. Những chiếc xe hybrid Toyota Prius đời đầu đã phần nào chứng minh điều đó.
Giá rẻ hơn
Là công nghệ pin cũ hơn, ra đời sớm hơn, pin Ni-MH cũng có chi phí sản xuất rẻ hơn so với pin lithium-ion. Trong giai đoạn hiện nay, khi giá của những kim loại dùng để chế tạo cực dương của pin lithium-ion như lithium, niken, coban và mangan đang tăng cao thì chênh lệch về giá thành giữa 2 loại pin này càng lớn.
Dễ tái chế hơn
So với các loại pin khác, pin Ni-MH chứa ít chất độc lại hơn nên sẽ không gây hại nhiều cho môi trường. Bên cạnh đó, lượng niken lớn của loại pin này giúp mang lại lợi nhuận khi tái chế.
Có thể phục hồi
Sau khi bị chai, pin Ni-MH có thể phục hồi. Đây là điều không thể làm với pin lithium-ion.
Nhược điểm của pin Ni-MH
Mật độ năng lượng thấp
Từ khoảng năm 2020, pin Ni-MH đã không còn được dùng cho nhiều mẫu xe nữa. Thay vào đó, các hãng chuyển sang dùng pin lithium-ion vì pin Ni-MH có mật độ năng lượng thấp. So với pin lithium-ion, mật độ năng lượng của pin Ni-MH thấp hơn đến 40%. Để giải quyết vấn đề này, các hãng phải dùng cụm pin Ni-MH lớn hơn và nặng hơn. Tuy nhiên, điều này lại khiến trọng lượng của xe tăng lên. Do đó, pin Ni-MH không phải là lựa chọn lý tưởng cho ôtô điện.
Đòi hỏi hệ thống làm mát riêng
Trên xe hybrid, plug-in hybrid và ôtô điện, pin phải liên tục làm việc trong quá trình vận hành. Khi sạc nhanh và xả với tải lớn, pin Ni-MH có xu hướng sinh ra nhiều nhiệt. Do đó, chúng đòi hỏi phải có hệ thống làm mát riêng biệt. Điều này một lần nữa khiến trọng lượng xe tăng lên.
Hiệu ứng bộ nhớ
So với pin lithium-ion, pin Ni-MH có tốc độ sạc, xả chậm hơn. Thêm vào đó, pin Ni-MH còn bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng bộ nhớ dù ít hơn pin Ni-Cd nhắc ở trên. Trong khi đó, pin lithium-ion không bị hiệu ứng này.
 |
| Pin Ni-MH vẫn được sử dụng cho một số mẫu xe hybrid đời mới của hãng Toyota như Corolla Cross, Camry, Corolla Altis và Innova 2023. |
Đây là hiện tượng xảy ra khi các thành phần của pin bị kết tinh theo thời gian và trong quá trình sử dụng. Nguyên nhân dẫn đến hiệu ứng bộ nhớ là do liên tục sạc và xả khi pin chưa đầy. Nếu dùng còn 40% dung lượng rồi được sạc lên 80%, pin Ni-MH sẽ "nhớ" điều này. Về sau, pin sẽ "nhớ" lại và tự cho rằng đã đầy nên không nạp thêm điện nữa, dẫn đến giảm dung lượng cũng như rút ngắn thời gian sử dụng.
Ứng dụng của pin Ni-MH
Ngoài các thiết bị điện tử, pin Ni-MH còn được sử dụng cho ôtô điện đời đầu và xe hybrid. Hiện nay, pin Ni-MH vẫn được sử dụng cho một số mẫu xe hybrid đời mới của hãng Toyota như Corolla Cross, Camry, Corolla Altis và Innova 2023. Trong khi đó, xe plug-in hybrid và ôtô điện chủ yếu dùng pin lithium-ion vì cần mật độ năng lượng cao hơn.
