Quản lý pin, đặc biệt là cân bằng điện áp và dung lượng giữa hàng ngàn tế bào pin nhỏ trong một bộ pin lớn, luôn là thách thức cốt lõi quyết định hiệu suất và tuổi thọ của xe điện cũng như các hệ thống lưu trữ năng lượng. Giờ đây, những tiến bộ vượt bậc đang định hình lại lĩnh vực này, và năm 2025 hứa hẹn mang đến những thay đổi đáng kể.
Điểm nhấn đáng chú ý nhất chính là sự ra đời của thuật toán cân bằng pin cell hybrid kết hợp mô hình vật lý truyền thống với sức mạnh của trí tuệ nhân tạo (AI). Các nhà nghiên cứu đang tích cực phát triển mô hình lai sử dụng cả kiến thức vật lý cơ bản lẫn các thuật toán học máy như XGBoost để dự đoán trạng thái từng cell pin một cách nhanh chóng và chính xác chưa từng có. Điều này không còn là lý thuyết suông mà đã được thử nghiệm trong xe điện thế hệ mới, giúp cung cấp năng lượng tức thì khi cần tăng tốc đột ngột mà không làm chai pin quá mức nhờ khả năng dự báo chính xác theo thời gian thực. Sự kết hợp này thực sự đột phá, nó cho phép hệ thống quản lý pin (BMS) phản ứng linh hoạt với các điều kiện vận hành thay đổi, khắc phục điểm yếu về độ trễ tính toán của các phương pháp cũ.
Cùng với đó, xu hướng số hóa kép hay “song sinh kỹ thuật số” (digital twin) đang ngày càng phổ biến. Việc tạo ra một bản sao ảo thời gian thực của bộ pin thật, liên tục cập nhật dữ liệu từ cảm biến, cho phép mô phỏng chính xác trạng thái hoạt động của từng cell. Điều này mở ra khả năng tối ưu hóa chiến lược sạc xả chi tiết đến từng cell nhỏ, dựa trên điều kiện thực tế thay vì các kịch bản mặc định. Đây thực sự là một bước nhảy vọt trong việc hiểu và quản lý sức khỏe tổng thể của bộ pin trong suốt vòng đời. Hơn nữa, thuật toán cân bằng pin đang được tích hợp trực tiếp lên các vi điều khiển nhỏ gọn bên trong bộ quản lý pin. Nhờ đó, mỗi pack pin có thể sở hữu “bộ não” riêng, tự động tính toán trạng thái sạc, tuổi thọ cũng như nhiệt độ hay áp lực cơ học (mechanical stress) gần như tức thời. Khả năng xử lý tại chỗ này giúp hệ thống tự điều chỉnh chiến lược cân bằng một cách linh hoạt nhất mà không cần phụ thuộc vào bộ xử lý trung tâm phức tạp.
Mặt khác, sự phát triển về phần cứng cũng rất ấn tượng. Một số thiết kế mạch mới sử dụng bộ chuyển đổi năng lượng hai chiều đối xứng, như bộ chuyển đổi flyback hai chiều, giúp tăng hiệu quả cân bằng năng lượng giữa các cell. Nghiên cứu từ MDPI tháng 4/2025 đã giới thiệu mạch cân bằng dạng module dựa trên công nghệ này, cho thấy sự linh hoạt và khả năng mở rộng cao hơn so với các phương pháp truyền thống. Sự phát triển này cho thấy công nghệ cân bằng không chỉ tập trung vào phần mềm mà còn cải thiện đáng kể hiệu quả chuyển đổi năng lượng vật lý giữa các cell.
Tại Việt Nam, nơi thị trường xe điện đang phát triển mạnh mẽ với sự tham gia của nhiều nhà sản xuất và sự quan tâm ngày càng tăng từ người tiêu dùng, những công nghệ này có tác động sâu sắc. Các nhóm kỹ sư như tại Green Tiger Mobility đã nhấn mạnh tầm quan trọng của mô phỏng và thử nghiệm phần mềm BMS trước khi triển khai thực tế nhằm tránh hiện tượng các cells bị chai sớm, làm giảm dung lượng tổng thể của pack pin – một vấn đề nhức nhối với người dùng xe điện hiện tại. Đối với người dùng xe điện Việt Nam, những công nghệ cân bằng pin tiên tiến này có thể mang lại sự an tâm lớn hơn về tuổi thọ và hiệu năng của bộ pin, giảm thiểu nỗi lo về chi phí thay thế pin đắt đỏ. Phạm vi di chuyển của xe có thể ổn định hơn theo thời gian. Đối với các doanh nghiệp nhỏ trong lĩnh vực dịch vụ hậu mãi, sửa chữa xe điện, hoặc lắp đặt hệ thống lưu trữ năng lượng, việc nắm bắt công nghệ cân bằng pin hybrid và digital twin là cực kỳ quan trọng. Họ sẽ cần đầu tư vào đào tạo nhân lực và thiết bị chẩn đoán chuyên sâu để có thể xử lý và bảo trì các bộ pin thế hệ mới này. Đây vừa là thách thức, vừa là cơ hội để phát triển các dịch vụ giá trị gia tăng. Đối với thị trường nội địa nói chung, việc áp dụng các kiến trúc module với mạch chuyển đổi hai chiều có thể giúp các nhà lắp ráp hoặc phát triển giải pháp pin tại Việt Nam dễ dàng mở rộng quy mô hay nâng cấp hệ thống một cách linh hoạt hơn. Đồng thời, nhu cầu về các công cụ mô phỏng và mô hình hóa chuyên sâu để kiểm thử phần mềm BMS trước sản xuất (như Green Tiger Mobility đề cập) sẽ tạo ra cơ hội cho các công ty công nghệ phần mềm Việt Nam phát triển các giải pháp nội địa hoặc hợp tác quốc tế.
Như vậy, năm 2025 đánh dấu bước tiến lớn về công nghệ thuật toán cân bằng pin thông qua sự kết hợp sáng tạo giữa AI, mô hình vật lý, digital twin và phần cứng thông minh. Đây là nền tảng then chốt nâng cao hiệu quả sử dụng, tuổi thọ và an toàn cho các hệ thống lưu trữ điện hiện đại, đóng góp quan trọng vào sự phát triển bền vững của xe điện và năng lượng tái tạo tại Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung. Việc theo dõi và ứng dụng các xu hướng này sẽ là chìa khóa cho sự thành công trong lĩnh vực năng lượng sạch tại Việt Nam.
