Công nghệ Cell-to-Body trên ô tô điện

Công nghệ Cell-to-Body (CTB) là một đột phá kiến trúc pin tiên tiến nhất hiện nay trong ngành ô tô điện, tiến thêm một bước vượt qua Cell-to-Pack (CtP). CTB (hay còn được gọi là Cell-to-Chassis - CTC trong một số trường hợp, điển hình là Tesla) đại diện cho một sự thay đổi mô hình thiết kế, nơi bộ pin không chỉ là một nguồn cung cấp năng lượng độc lập mà còn trở thành một thành phần chịu tải (load-bearing element) không thể tách rời của cấu trúc thân xe (Body Structure). Về bản chất, CTB loại bỏ hoàn toàn vỏ pin và khung gầm dưới sàn truyền thống, thay vào đó, các tế bào pin (cell) được lắp trực tiếp vào kết cấu thân xe, với phần nắp trên của bộ pin đóng vai trò là sàn xe và phần thân dưới của xe. Công nghệ này tối đa hóa việc sử dụng không gian đến mức chưa từng có. Bằng cách loại bỏ các lớp vật liệu bảo vệ dư thừa (như vỏ mô-đun và vỏ gói pin Pack), CTB đạt được mật độ năng lượng khối (Volumetric Energy Density) cao hơn rất nhiều, từ đó giúp xe điện đạt được quãng đường di chuyển xa hơn trong khi vẫn duy trì hoặc thậm chí giảm trọng lượng xe tổng thể.

Lợi ích của việc tích hợp Cell-to-Body vượt ra ngoài phạm vi hoạt động. Khi bộ pin được biến thành một bộ phận cấu trúc, nó đóng góp đáng kể vào tăng cường độ cứng xoắn (Torsional Stiffness) của thân xe. Ví dụ, các mẫu xe điện sử dụng CTB như BYD Seal công bố độ cứng xoắn rất cao, sánh ngang với các sedan hạng sang hiệu suất cao. Độ cứng cáp này không chỉ cải thiện sự an toàn khi va chạm (như giảm sự xâm nhập từ va chạm bên hông lên đến 45% theo một số công bố) mà còn nâng cao đáng kể trải nghiệm lái (handling performance) và độ ổn định của xe, đặc biệt là do trọng tâm xe được hạ thấp tối đa. Hơn nữa, việc tích hợp này giúp đơn giản hóa đáng kể quy trình sản xuất xe. Thay vì phải lắp ráp khung gầm, lắp bộ pin độc lập, rồi lắp sàn xe, quy trình CTB cho phép lắp đặt pin ngay trong quá trình xây dựng thân xe, giảm số lượng linh kiện và giảm chi phí sản xuất tổng thể. Đây là một yếu tố then chốt giúp các nhà sản xuất xe điện Trung Quốc như BYD (với Blade Battery và nền tảng e-Platform 3.0) và các hãng khác như Tesla (với CTC) tạo ra các mẫu xe cạnh tranh hơn về giá cả và hiệu suất.
 

Tuy nhiên, dù mang lại nhiều ưu điểm vượt trội, CTB cũng đặt ra những thách thức kỹ thuật và dịch vụ nghiêm trọng. Thách thức lớn nhất là vấn đề an toàn khi va chạm và khả năng sửa chữa. Khi pin là một phần của cấu trúc chịu lực, bất kỳ va chạm đáng kể nào vào khung gầm cũng có thể gây ảnh hưởng trực tiếp đến các tế bào pin, làm tăng nguy cơ hỏng hóc hoặc mất an toàn. Việc sửa chữa cũng trở nên vô cùng phức tạp và tốn kém hơn so với việc thay thế một gói pin độc lập (Pack) như truyền thống, vì pin đã được "dán" chặt vào thân xe. Thêm vào đó, hệ thống quản lý nhiệt (Thermal Management) phải được thiết kế vô cùng tinh vi để đảm bảo nhiệt độ đồng đều và ổn định cho một lượng lớn tế bào pin được đóng gói chặt chẽ trong cấu trúc thân xe. Trong tương lai, việc phát triển các vật liệu mới, các quy trình lắp ráp tiên tiến (như các hệ thống đúc lớn Gigacasting) và các tiêu chuẩn an toàn mới sẽ là chìa khóa để giải quyết những thách thức này, cho phép công nghệ CTB/CTC mở rộng sang nhiều phân khúc xe hơn và trở thành tiêu chuẩn chung cho xe điện hiệu suất cao.