Monday, September 20, 2021

Làm cách nào các kỹ sư Tesla có thể ‘thuần hóa’ được pin xe điện, không để chúng phát nổ ngẫu nhiên?

-

Chặng đường phát triển của Tesla trong những ngày đầu gặp nhiều trở ngại, và một trong những vật ngáng đường là hoài nghi từ chính khách hàng: chưa ai dám chắc một chiếc xe chạy hoàn toàn bằng điện có khả năng thay thế ô tô chạy chất đốt truyền thống. Như nhà báo Tim Higgins lý giải trong cuốn sách Power Play – Nước cờ Giàu năng lượng, đội ngũ kỹ sư của Tesla đã phải vượt qua vấn đề có một không hai trong những ngày đầu Tesla phát triển xe điện. Họ phải tìm cách ngăn cho xe điện phát nổ ngẫu nhiên.

Vậy Tesla đã “phá bom” như thế nào? Đoạn lược dịch dưới đây được trích từ cuốn sách Nước cờ Giàu năng lượng: Tesla, Elon Musk và Canh bạc Thế kỷ viết bởi Tim Higgins, xuất bản ngày 3/8/2021, sẽ cho bạn câu trả lời.

Làm cách nào các kỹ sư Tesla có thể thuần hóa được pin xe điện, không để chúng phát nổ ngẫu nhiên? - Ảnh 1.

Bìa cuốn sách Nước cờ Giàu năng lượng: Tesla, Elon Musk và Canh bạc Thế kỷ.

Một bức thư được gửi gấp từ LG Chem tới trụ sở Tesla, kèm theo yêu cầu cấp thiết: hoàn trả pin ngay lập tức.

Ngay khi Tesla chứng minh họ có thể tự lắp ráp một bộ pin lithium-ion, ngành công nghiệp pin hiểu được những mối nguy ẩn chứa trong những cell năng lượng không được xử lý đúng cách. Mới chỉ vài tháng trước thời điểm này, công ty AC Propulsion trực tiếp nhận bài học chua cay, và đó mới chỉ là một trong số vô vàn vụ cháy pin đang ngày một tăng, đang làm cả ngành công nghiệp pin rùng mình.

Trên đường từ Los Angeles tới Paris, một lô pin của AC Propulsion bốc cháy khi được chuyển lên máy bay của FedEx đang trên đường tới Memphis, vụ việc ngay lập tức khiến Ủy ban Quốc gia về An toàn Giao thông vào cuộc điều tra, đồng thời làm dấy lên mối lo về cách pin được vận chuyển trong tương lai. Những công ty tư nhân bán đồ điện tử, đơn cử như Apple, tiến hành thu hồi sản phẩm sử dụng pin lithium-ion vì lo ngại pin quá nhiệt và bắt lửa. Trong hai năm 2004 và 2005, Apple thu hồi hơn 150.000 laptop – chúng đều sử dụng pin do LG Chem sản xuất.

Khi LG Chem nhận ra họ đã bán một lượng lớn pin cho một startup tại Thung lũng Silicon, công ty dự định sử dụng pin cho một thiết bị duy nhất – một chiếc xe – thì ban pháp chế LG gửi đi bức thư yêu cầu thu hồi lô hàng. Công ty sản xuất pin không muốn dính dáng tới một vụ tai nạn tiềm tàng.

[CEO đầu tiên của Tesla, Martin] Eberhard bỏ ngoài tai yêu cầu này. Anh có quá ít sự lựa chọn. Canh bạc của anh cho rằng Tesla sẽ tìm ra nhà cung cấp pin khó hơn anh tưởng. Không có số pin vừa nhận kia, công ty sẽ không có cơ hội thứ hai để đặt thêm hàng.

Làm cách nào các kỹ sư Tesla có thể thuần hóa được pin xe điện, không để chúng phát nổ ngẫu nhiên? - Ảnh 2.

Giữa lúc sự chú ý đang được dồn vào pin lithium-ion, [đồng sáng lập Tesla/CTO, J.B.] Straubel nhớ tới căn nhà cũ của mình tại LA, nơi anh và [nhân viên của Tesla, Gene] Berdichevsky ăn mừng sự ra đời của ý tưởng xe hơi chạy điện bằng cách đốt pin. Nếu như cầm búa gõ mạnh, pin sẽ tạo ra màn trình diễn bắt mắt. Xe hơi vẫn luôn đối diện với khả năng va chạm mạnh khi tai nạn, nhưng mối nguy không chỉ dừng lại tại đó. Anh tự hỏi chuyện gì sẽ xảy ra nếu như một cell pin trong một cụm pin đặt san sát, như cách thiết kế và lắp đặt pin trên xe điện, trở nên quá nóng.

Vào một ngày hè năm 2005, anh và Berdichevsky quyết định đi tìm sự thật. Trong một ngày văn phòng vắng nhân viên, họ ra bãi đỗ xe và cầm theo một cục pin lớn – cấu thành từ nhiều pin nhỏ được dính với nhau bằng keo. Họ buộc dây kim loại vào một cell pin để làm nóng nó từ xa. Rồi từ khoảng cách an toàn, họ tiến hành tăng nhiệt độ. Cell pin đơn lẻ nhanh chóng lên mức 130 độ C, khiến pin cháy sáng khi nhiệt độ đạt 800 độ C rồi phát nổ, mảnh pin bắn cao lên không như tên lửa. Cell pin khác bắt đầu cháy, tiếp tục bắn lên cao. Rồi dần dần tất cả các cell đều bắt lửa. Bùm. Bùm Bùm.

Straubel nhận ra bài thử lửa ám chỉ điều gì. Nếu tai nạn này diễn ra ngoài thực tế, đó sẽ là dấu chấm hết của Tesla. Ngày kế tiếp, sau khi mô tả cho Eberhard toàn bộ thí nghiệm, họ chỉ cho anh thấy nơi pin phát nổ đã cháy đen và thủng lỗ chỗ. Eberhard khuyến cáo họ nên cẩn thận hơn, nhưng cũng phải khẳng định cần làm nhiều bài thử hơn nữa. Anh quy tụ một nhóm kỹ sư tới tư gia để cùng làm thí nghiệm. Lần này, họ đào một hố sâu và thả cục pin vào đó, rồi đổ đầy nhựa pexiglass vào hố. Nhóm cũng tăng nhiệt độ của một cell pin và thấy pin cháy, tạo ra một chuỗi những vụ nổ. Straubel đã đúng: điều này không hay chút nào. Họ cần sự giúp đỡ từ bên ngoài để hiểu chính xác chuyện gì đang xảy ra – họ cần một chuyên gia về pin.

Làm cách nào các kỹ sư Tesla có thể thuần hóa được pin xe điện, không để chúng phát nổ ngẫu nhiên? - Ảnh 3.

J.B. Straubel hiện đang điều hành Redwood Materials, một công ty tái chế pin xe điện.

Nhiều ngày sau, một nhóm nhỏ các cố vấn công nghệ pin đưa ra một thông điệp tưởng như vô hại: đúng như thử nghiệm, ngay cả một nhà phát triển pin được cho là giỏi nhất cũng sẽ ngẫu nhiên tạo ra những cell pin hỏng, khiến nó chập và cháy. Nhưng tỷ lệ xảy ra lỗi thấp lắm. “Sự việc này thực sự rất hiếm khi xảy ra”, một chuyên gia nói. “Ý tôi là, con số tỷ lệ sẽ nằm giữa một trên một triệu và một trên mười triệu ấy”.

Nhưng Tesla dự định sẽ lắp đặt tận 7.000 cell pin cho một chiếc xe điện. Berdichevsky rút máy tính bỏ túi ra để tìm xem tỷ lệ một cell pin của một xe cháy là bao nhiêu. “Các anh ạ, từng đó tỷ lệ nổ sẽ nằm giữa 1/150 và 1/1500 đó”.

Vấn đề không chỉ dừng lại ở việc họ sản xuất xe chứa pin lỗi, cháy và tạo ra phản ứng dây chuyền, mà xe của họ sẽ còn phát nổ trong gara của những khách hàng giàu có nhất – đốt trụi biệt thự và thắp sáng bản tin địa phương. Không khí trong căn phòng u ám hẳn đi. Câu hỏi đặt ra cấp thiết hơn bao giờ hết: Có cách nào để trách cell pin hỏng không?

Câu trả lời là không. Các cell pin được sản xuất ngẫu nhiên sẽ luôn quá nóng và chập khi quá nhiệt.

Làm cách nào các kỹ sư Tesla có thể thuần hóa được pin xe điện, không để chúng phát nổ ngẫu nhiên? - Ảnh 4.

Chỉ một cell pin cháy, toàn bộ “quả bom” này sẽ bắt lửa.

Tesla chưa bao giờ đối mặt với nguy cơ cao đến vậy. Đây không đơn thuần là giải quyết một vấn đề khó, mà nó đe dọa sẽ bòn rút tài nguyên hữu hạn và khiến quá trình phát triển chiếc Roadster đi chệch hướng. Nếu họ tìm ra một giải pháp có vẻ hợp lý, để rồi nhìn xe Tesla vẫn bốc cháy trong tương lai, thì công ty sẽ diệt vong. Và đây không chỉ là thất bại của riêng Tesla; giấc mơ xe điện sẽ bị chậm so với thế hệ công nghệ. Họ sẽ không chỉ gây ra tổn thương hay chết chóc, mà còn có thể tiêu diệt xe điện mãi mãi.

Nếu muốn trở thành một công ty sản xuất xe thứ thiệt, họ phải đối mặt với thử thách như GM, Ford hay nhiều công ty khác đã phải đương đầu suốt cả trăm năm nay: Phải đảm bảo xe lưu thông trên đường tuyệt đối an toàn. Giải pháp xử lý nhiệt có tiềm năng trở thành đột phá, sẽ là thứ tách biệt Tesla với phần còn lại của ngành công nghiệp xe hơi suốt nhiều năm về sau. Sử dụng pin lithium-ion dường như là ý tưởng hay, là thứ nhiều nhà tư tưởng đã lường trước. Nhưng tìm ra cách tận dụng pin sao cho xe không trở thành quả bom nổ chậm mới là thành tựu đáng kể.

Họ dừng mọi công đoạn phát triển dự án Roadster, thành lập một tổ đặc biệt để tìm ra giải pháp. Đội nghiên cứu dựng bảng trắng, liệt kê những gì họ biết và những điều cần biết. Họ tiến hành thử nghiệm ngày qua ngày. Họ tìm ra cách đặt pin sao cho có khoảng trống, để xem liệu khoảng cách giữa các cell pin có giảm thiểu được phản ứng dây chuyền. Họ thử nhiều phương pháp giữ cho pin được mát, như điều luồng gió hay sử dụng tản nhiệt lỏng. Họ trực tiếp đốt pin bằng công cụ chuyên dụng của lính cứu hỏa để hiểu hơn về quá trình cháy nổ.

Làm cách nào các kỹ sư Tesla có thể thuần hóa được pin xe điện, không để chúng phát nổ ngẫu nhiên? - Ảnh 5.

Rồi đột phá cũng đến, Straubel dần loại trừ được các khả năng để ra giải pháp. Nếu như họ không thể ngăn một cell pin nóng lên, họ lại có thể giữ cho nó không tới được điểm xảy ra phản ứng. Liên tục thử và loại, đội nghiên cứu phát hiện ra rằng nếu họ đặt các cell pin cách nhau vài milimet, và đặt vào giữa một loạt các ống dẫn dung dịch, đổ vào pin một tổ hợp bột nâu làm từ nhiều khoáng chất, họ có thể tạo ra một hệ thống kiểm soát được việc quá nhiệt. Nếu một cell hỏng bắt đầu nóng lên, năng lượng của nó sẽ phân tán ra những cell pin nằm cạnh đó, sẽ không có cell pin nào tự bắt lửa được.

Chỉ vài tháng trước, họ không thể dựng nổi một khu làm việc riêng mà hôm nay đã tìm ra được một giải pháp hoàn toàn mới, Straubel phấn khích vô cùng. Giờ, anh chỉ cần tìm cách lấy được lòng tin của các công ty cung cấp pin. Nghe lời kể của Eberhard, Straubel biết được rằng không một nhà sản xuất có danh tiếng nào hứng thú với ý tưởng kinh doanh của họ. Một giám đốc chuỗi cung ứng nói với Eberhard: Các anh ít vốn. Chúng tôi giàu có lắm. Nếu như xe của các anh nổ, chúng tôi mới là bên bị kiện.

Tesla đã tìm ra cách ngăn cho xe của mình không phát nổ như vậy đó. Dù không lập tức nhận được niềm tin nơi các nhà cung ứng, nhưng thành công của Tesla ngày hôm nay là minh chứng cho thấy họ có thể đi xa được nhường nào khi có hướng phát triển đúng đắn và những bộ óc sẵn sàng hy sinh vì đại nghiệp.

Nhận ra công nghệ pin mới là yếu tố cốt lõi, Tesla lập tức dừng dự án Roadster, mà tập trung vào thứ có thể khiến cho chiếc Roadster chạy được. Straubel và nhóm các chuyên gia đã tìm được lời giải cho bài toán khó, đặt bước đầu cho chặng đường phát triển của xe điện sau này.

Phát Bùi
Sáng đi làm.
Chiều đi học.
Tối làm homework.

BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây

Đọc Nhiều

Mới Đăng

- Quảng cáo -

Cùng Chuyên Mục
Recommended to you