Nghiên cứu khả năng chuyển đổi Grab bike điện thay cho xe xăng

Đồ án nghiên cứu khả năng chuyển đổi Grab bike điện thay cho xe xăng tại ĐH SPKT TP.HCM

• Tác giả: Nguyễn Hồ Phi Hà
• Người hướng dẫn: PGS. Võ Viết Cường
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điện - Điện tử
• Đề tài: Nghiên cứu khả năng chuyển đổi Grab bike điện thay cho xe xăng
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về chuyển đổi Grab bike điện thay cho xe xăng

Đô thị Việt Nam đang đối mặt tình trạng ô nhiễm không khí nghiêm trọng từ khí thải phương tiện giao thông. Xe máy xăng chiếm tỷ lệ áp đảo trên đường phố. Nhu cầu di chuyển và giao vận gia tăng mạnh mẽ qua các nền tảng công nghệ như Grab hay Lazada. Đội ngũ tài xế công nghệ vận hành liên tục từ mười đến mười hai tiếng mỗi ngày. Quãng đường di chuyển bình quân đạt hơn một trăm kilomet mỗi ngày. Điều này dẫn đến lượng phát thải khí nhà kính và bụi mịn rất lớn ra môi trường sống. Giá xăng dầu biến động khó lường gây áp lực nặng nề lên nguồn thu nhập của tài xế. Do đó, việc nghiên cứu khả năng chuyển đổi Grab bike điện thay cho xe xăng trở thành nhiệm vụ cấp thiết. Công nghệ xe hai bánh chạy điện ngày càng hoàn thiện về tầm hoạt động và độ bền cơ học. Quá trình chuyển đổi phương tiện xanh mang lại lợi ích kép về môi trường tự nhiên lẫn bài toán kinh tế vận hành. Xu hướng giao thông phát thải ròng bằng không đòi hỏi lộ trình thay thế xe xăng cụ thể và đồng bộ.

1.1. Bối cảnh thị trường gọi xe và ô nhiễm môi trường đô thị

Thị trường dịch vụ gọi xe và giao thức ăn trực tuyến tại Việt Nam bùng nổ mạnh mẽ trong những năm gần đây. Số lượng tài xế công nghệ tại các thành phố lớn như Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh tăng trưởng nhanh chóng. Hàng trăm nghìn phương tiện giao thông cá nhân hoạt động liên tục mỗi ngày gây nên tình trạng ùn tắc và ô nhiễm trầm trọng. Xe máy chạy xăng thải ra lượng lớn khí carbon monoxide, hydrocarbon và bụi mịn PM2.5 vào không khí. Tác động tiêu cực này đe dọa trực tiếp sức khỏe của người dân khu vực trung tâm. Việc chuyển đổi phương tiện sang năng lượng điện là giải pháp cấp bách nhằm giảm thiểu áp lực sinh thái.

1.2. Xu hướng phát triển công nghệ pin xe máy điện hiện nay

Công nghệ pin lithium-ion và pin LFP tạo ra bước đột phá vượt bậc cho ngành xe máy điện toàn cầu. Các khối pin hiện đại sở hữu mật độ năng lượng cao hơn và tuổi thọ chu kỳ sạc xả vượt trội. Thời gian sạc đầy pin được rút ngắn đáng kể nhằm đáp ứng nhu cầu di chuyển cường độ cao. Nhiều hãng sản xuất phát triển mô hình pin tháo rời tiện lợi và đạt chuẩn chống nước cao cấp. Khối lượng pin ngày càng nhẹ giúp xe vận hành linh hoạt trên đường phố đông đúc. Giá thành cell pin giảm dần qua từng năm thúc đẩy khả năng thương mại hóa diện rộng. Nền tảng công nghệ này tạo tiền đề vững chắc cho việc ứng dụng xe điện vào ngành giao vận chuyên nghiệp.

II. Phân tích bài toán kỹ thuật kinh tế Grab bike điện và xăng

Đánh giá tính khả thi kỹ thuật và tài chính là trọng tâm của quá trình chuyển đổi phương tiện. Xe máy xăng truyền thống có ưu thế lớn về mạng lưới cây xăng phủ khắp và tốc độ nạp nhiên liệu tức thì. Tuy nhiên, chi phí xăng chiếm tỷ trọng rất cao trong tổng thu nhập hàng tháng của tài xế. Giá nhiên liệu biến động liên tục làm giảm biên lợi nhuận của dịch vụ gọi xe. Ngược lại, xe điện vận hành êm ái, cấu tạo động cơ đơn giản và ít chi tiết cơ khí bị mài mòn. Chi phí điện năng trên mỗi kilomet di chuyển thấp hơn từ ba đến bốn lần so với chi phí nhiên liệu hóa thạch. Chi phí bảo trì, bảo dưỡng xe điện cũng thấp hơn đáng kể so với xe động cơ đốt trong. Khó khăn cốt lõi của xe điện nằm ở thời gian sạc kéo dài và chi phí mua pin ban đầu còn cao. Tài xế lo ngại tình trạng cạn pin giữa chừng khi phục vụ đơn hàng dài hoặc giờ cao điểm. Độ bền của cụm pin trong điều kiện ngập nước đô thị cũng là bài toán kỹ thuật phức tạp cần lời giải thỏa đáng.

2.1. Đánh giá khả năng vận hành và tiêu chuẩn chống nước pin

Hệ thống xe máy điện chuyên dụng cho tài xế cần đáp ứng các điều kiện vận hành khắc nghiệt. Đường xá đô thị tại Việt Nam thường xuyên chịu cảnh ngập úng vào mùa mưa bão. Khối pin và động cơ điện bắt buộc phải đạt tiêu chuẩn kháng nước tối thiểu IP67. Tiêu chuẩn này bảo đảm xe di chuyển an toàn qua các đoạn đường ngập sâu nửa mét trong ba mươi phút. Động cơ điện cần cung cấp mô-men xoắn lớn ngay từ dải vận tốc thấp để chở hàng nặng và leo dốc cầu vượt. Khung sườn xe phải chịu được tải trọng liên tục mà không gây biến dạng cơ học. Hệ thống phanh và giảm xóc cũng cần được gia cố chắc chắn để bảo đảm an toàn khi vận hành đường dài.

2.2. Chi phí đầu tư ban đầu cùng bài toán thu hồi vốn tài xế

Chi phí mua xe ban đầu là rào cản tài chính lớn đối với người lao động chạy xe ôm công nghệ. Một chiếc xe máy điện chất lượng cao có giá thành ngang bằng xe máy xăng phổ thông. Tuy nhiên, tính toán kinh tế cho thấy chi phí vận hành hàng ngày của xe điện tiết kiệm đến sáu mươi phần trăm. Người giao hàng di chuyển trung bình một trăm hai mươi kilomet mỗi ngày sẽ tiết kiệm đáng kể tiền nhiên liệu. Khoản chênh lệch chi phí vận hành giúp bù đắp vốn đầu tư sau mười hai đến mười tám tháng. Việc hỗ trợ trả góp lãi suất thấp giúp tài xế giảm nhẹ áp lực ban đầu. Sau thời gian hòa vốn, thu nhập thực tế của tài xế xe điện tăng trưởng vượt trội so với xe xăng.

III. Giải pháp triển khai chuyển đổi Grab bike điện tại đô thị

Giải pháp then chốt để chuyển đổi xe điện quy mô lớn là xây dựng hạ tầng năng lượng đồng bộ. Mô hình đổi pin nhanh tại trạm giải quyết triệt để vấn đề thời gian chờ sạc của tài xế. Thay vì mất vài tiếng sạc điện, tài xế chỉ mất hai phút để hoán đổi pin cạn lấy pin đầy. Các trạm đổi pin cần được bố trí dọc các trục đường chính và các kho giao nhận hàng hóa. Điển hình tại các kho trung chuyển của Lazada ở các quận nội thành như Bình Thạnh, Tân Phú hay Quận 7. Doanh nghiệp cung cấp giải pháp thuê bao pin giúp tách biệt giá trị pin khỏi giá bán xe ban đầu. Cách làm này giảm thiểu rủi ro chai pin và hạ thấp chi phí tiếp cận cho người lao động. Song song đó, chính quyền cần ban hành chính sách ưu đãi thuế và cấp phép lắp đặt trạm sạc công cộng. Doanh nghiệp vận tải và các hãng xe điện cần thiết lập liên minh hợp tác chia sẻ dữ liệu vận hành. Nền tảng điều phối thông minh sẽ định hướng tài xế đến trạm pin gần nhất khi mức năng lượng xuống thấp.

3.1. Mô hình trạm đổi pin nhanh tại các kho bãi giao nhận hàng

Mô hình trạm đổi pin phân tán là chìa khóa tháo gỡ điểm nghẽn về thời gian sạc điện. Việc lắp đặt các tủ đổi pin tự động ngay tại các kho hàng của sàn thương mại điện tử mang lại hiệu quả cao. Shipper có thể thực hiện đổi pin trong lúc nhận đơn hàng và bốc dỡ kiện hàng. Toàn bộ chu trình thay thế pin chỉ diễn ra chưa đầy hai phút qua ứng dụng di động. Tủ sạc thông minh tự động kiểm tra nhiệt độ, dòng nạp và an toàn của từng khối pin. Phương thức này loại bỏ hoàn toàn thời gian chờ đợi của tài xế trong ca làm việc. Quá trình vận chuyển hàng hóa diễn ra liên tục mà không lo cạn kiệt năng lượng.

3.2. Cơ chế chính sách trợ giá và hỗ trợ hạ tầng sạc năng lượng

Sự hỗ trợ từ phía nhà nước đóng vai trò then chốt trong việc thúc đẩy lộ trình chuyển đổi xe điện. Chính quyền các đô thị cần triển khai miễn giảm lệ phí trước bạ và cấp ưu tiên lưu thông cho xe hai bánh chạy điện. Các chính sách trợ giá khi mua xe hoặc hỗ trợ lãi suất vay ngân hàng giúp tài xế dễ dàng tiếp cận phương tiện. Quy hoạch mạng lưới trạm sạc điện tại các khu dân cư và bãi đỗ xe công cộng cần được đẩy mạnh. Ngành điện lực hỗ trợ giá bán điện ưu đãi vào khung giờ thấp điểm cho các đơn vị vận hành trạm nạp. Sự phối hợp chặt chẽ giữa chính sách vĩ mô và doanh nghiệp nền tảng sẽ tạo động lực quyết định cho quá trình chuyển đổi giao thông xanh.

IV. Kết luận và khả năng ứng dụng Grab bike điện cho giao hàng

Nghiên cứu khẳng định tính khả thi vượt trội khi chuyển đổi từ xe máy xăng sang xe điện trong giao vận. Việc ứng dụng thực tế tại các trung tâm giao nhận của Lazada chứng minh hiệu quả giảm chi phí trực tiếp. Mỗi xe máy điện di chuyển trung bình hơn một trăm kilomet mỗi ngày giúp cắt giảm hàng tấn khí thải carbon dioxide mỗi năm. Môi trường đô thị giảm bớt áp lực khói bụi độc hại và ô nhiễm tiếng ồn nghiêm trọng. Về mặt kinh tế, tài xế gia tăng đáng kể thu nhập ròng nhờ giảm thiểu chi phí tiếp nhiên liệu và bảo dưỡng. Mô hình kết hợp giữa dịch vụ vận tải công nghệ và hệ thống trạm đổi pin phân tán là hướng đi bền vững. Khả năng nhân rộng mô hình ra toàn bộ các đội xe giao hàng công nghệ tại Việt Nam hoàn toàn khả thi. Thành công của quá trình chuyển dịch đòi hỏi sự đồng thuận giữa chính quyền, doanh nghiệp cung cấp nền tảng và người lao động. Đầu tư vào phương tiện giao thông chạy điện là bước đi chiến lược bảo đảm tương lai phát triển bền vững của nền kinh tế đô thị.

4.1. Hiệu quả giảm phát thải khí nhà kính trong ngành logistics

Ngành giao vận chặng cuối tại các đô thị phát sinh lượng phát thải khí nhà kính khổng lồ mỗi năm. Việc thay thế xe máy xăng sang xe máy điện loại bỏ trực tiếp nguồn phát thải khí xả tại điểm vận hành. Không còn khói bụi chứa khí CO, CO2 và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi phát tán vào khu dân cư. Động cơ điện vận hành êm ái còn góp phần triệt tiêu ô nhiễm tiếng ồn tại các ngõ ngách đô thị chật hẹp. Khi kết hợp với nguồn điện lưới chuyển dịch sang năng lượng tái tạo, lợi ích môi trường của xe điện càng được nâng cao. Việc xanh hóa đội xe giao hàng là mắt xích quan trọng giúp doanh nghiệp logistics đạt mục tiêu phát thải ròng bằng không.

4.2. Khả năng nhân rộng mô hình từ thực nghiệm đội ngũ giao hàng

Dữ liệu khảo sát từ các trung tâm giao hàng của Lazada tại Thành phố Hồ Chí Minh mở ra cơ hội nhân rộng lớn. Đội ngũ shipper với tần suất di chuyển dày đặc là nhóm đối tượng thử nghiệm lý tưởng. Khi mô hình trạm pin chứng minh tính tiện lợi, tài xế sẽ chủ động chuyển đổi sang phương tiện điện. Hiệu ứng lan tỏa từ đội ngũ giao hàng công nghệ thúc đẩy người dân đô thị thay đổi thói quen đi lại. Doanh nghiệp dịch vụ đóng vai trò cầu nối hạ tầng pin, hãng xe và người lao động. Sự thành công của mô hình chuyển đổi xe hai bánh tạo nền móng vững chắc cho nền kinh tế tuần hoàn.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch trong ngành giao thông vận tải đang đặt ra những thách thức lớn về môi trường và an ninh năng lượng. Khí thải carbon dioxide ($CO_2$) từ quá trình đốt cháy xăng dầu là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu toàn cầu. Bên cạnh áp lực phát thải, thị trường xăng dầu quốc tế ghi nhận sự biến động mạnh mẽ; đơn cử trong giai đoạn đầu năm 2021, giá dầu thô WTI và Brent đã tăng hơn 25% do nhu cầu phục hồi kinh tế trong khi nguồn cung bị kiểm soát. Trước tình hình đó, công nghệ pin sạc, đặc biệt là pin Lithium-ion – công trình đạt giải Nobel Hóa học năm 2019 của các nhà khoa học John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham và Akira Yoshino – đã tạo nền tảng vững chắc cho quá trình chuyển đổi phương tiện giao thông sang sử dụng điện năng. Báo cáo từ BloombergNEF cho thấy chi phí pin Lithium-ion đã giảm 88% trong giai đoạn 2010–2020, đạt mức trung bình 137 USD/kWh vào năm 2020 và dự kiến giảm xuống mốc 100 USD/kWh vào năm 2024. Cùng với đó, các chính sách thắt chặt tiêu chuẩn môi trường trên thế giới, tiêu biểu như phán quyết của Nghị viện Liên minh châu Âu (EU) về việc cắt giảm 100% khí thải $CO_2$ đối với xe mới từ năm 2035, đang thúc đẩy việc loại bỏ động cơ đốt trong.

Tại Việt Nam, xe mô tô, xe gắn máy hai bánh là phương tiện di chuyển chủ lực. Giai đoạn 1990–2017 chứng kiến số lượng xe máy tăng 41 lần; tính đến ngày 31/12/2021, cả nước có gần 60 triệu xe máy đang lưu hành, trong khi số lượng xe máy điện chỉ chiếm khoảng 1,4 triệu xe. Đồng thời, sự phát triển của thương mại điện tử và dịch vụ giao nhận thức ăn nhanh (theo Statista, doanh thu thị trường giao đồ ăn tại Việt Nam đạt 274 triệu USD năm 2020 và dự báo đạt 505 triệu USD vào năm 2024) đã hình thành lực lượng lao động giao hàng (shipper) đông đảo với gần 600.000 người hoạt động toàn thời gian tại các doanh nghiệp như Viettel Post, GHN, GHTK, Lazada. Nhóm đối tượng này có cường độ di chuyển lớn, tần suất sử dụng xe liên tục ngoài đường, dẫn đến lượng tiêu thụ xăng dầu và mức phát thải khí nhà kính trên mỗi đầu xe rất cao.

Đề tài tốt nghiệp "Nghiên cứu khả năng chuyển đổi Grab bike điện thay cho xe xăng" của sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện - Điện tử (Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh) xác định các mục tiêu và nhiệm vụ sau:

• Mục tiêu nghiên cứu:

  1. Chứng minh tính khả thi và độ tin cậy về mặt kỹ thuật của việc ứng dụng xe máy điện chuyên dụng vào hoạt động giao vận.
  2. Chứng minh tính khả thi và khả năng cạnh tranh về mặt kinh tế, tập trung vào chi phí vận hành và bảo dưỡng (M&O cost) so với xe máy chạy xăng.
  3. Xác định mức cắt giảm phát thải khí nhà kính ($CO_2$) khi thực hiện chuyển đổi phương tiện.

• Nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Nghiên cứu thực trạng thị trường xe máy và bối cảnh chuyển dịch năng lượng tại Việt Nam.
  2. Khảo sát các thông số kỹ thuật của xe máy điện phục vụ giao hàng.
  3. Tính toán các chỉ số kinh tế đối với cá nhân người giao hàng khi chuyển đổi phương tiện.
  4. Tính toán mức phát thải khí nhà kính ($CO_2$).
  5. Thiết lập mô hình bài toán kinh tế và môi trường khi áp dụng chuyển đổi quy mô doanh nghiệp cho sàn thương mại điện tử Lazada.

• Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Phương tiện giao thông hai bánh dùng trong giao nhận hàng hóa (đối sánh giữa xe máy xăng Honda Wave Alpha 110 và xe máy điện Selex Camel kèm hạ tầng trạm đổi pin); các chỉ số tài chính vận hành và lượng phát thải $CO_2$.
  • Phạm vi không gian: Khảo sát thực địa tại 8 bưu cục giao nhận (hub) của Lazada trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh, gồm các khu vực: Tân Phú, Phú Nhuận, Bình Thạnh - Gò Vấp, Quận 7, Quận 2, Điện Biên Phủ, Âu Cơ và Tân Bình.
  • Phạm vi thời gian và công nghệ: Số liệu khảo sát thực tế và các giả định kinh tế kỹ thuật được xác lập vào quý IV năm 2022; giới hạn nguồn sạc điện cho hệ thống sử dụng nguồn điện nhận từ lưới điện quốc gia; vòng đời tính toán khấu hao dự án xác lập trong khung từ 5 đến 10 năm.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Đồ án kết hợp cơ sở lý thuyết tài chính doanh nghiệp, phương pháp đo đạc hành trình thực tế và hệ số phát thải năng lượng tiêu chuẩn:

• Khung lý thuyết phân tích tài chính dự án đầu tư:

  • Phương pháp Hiện giá thu hồi thuần (Net Present Value - NPV): Đánh giá hiệu quả kinh tế bằng cách tính toán tổng giá trị quy về thời điểm hiện tại của toàn bộ dòng tiền thu nhập trừ đi các khoản chi phí đầu tư và vận hành trong suốt thời gian thực hiện dự án: $$NPV = \sum_{t=0}^{n} R_t \times (1 + i)^{-t} - \sum_{t=0}^{n} C_t \times (1 + i)^{-t}$$ Trong đó: $n$ là thời hạn phân tích dự án (năm); $R_t$ là dòng tiền thu hồi tại năm thứ $t$ (VNĐ); $C_t$ là chi phí đầu tư và vận hành phát sinh ở năm thứ $t$ (VNĐ); $i$ là tỷ lệ chiết khấu (lãi suất kỳ vọng, %/năm).
  • Phương pháp Suất thu hồi nội bộ (Internal Rate of Return - IRR): Xác định tỷ suất chiết khấu $r$ mà tại đó hiện giá thu hồi thuần bằng không ($NPV = 0$). Chỉ số này phản ánh khả năng sinh lời nội tại của phương án đầu tư.
  • Phương pháp Thời gian hoàn vốn ($T$ - Payback Period): Xác định khoảng thời gian cần thiết để thu nhập thuần của dự án bù đắp toàn bộ số vốn đầu tư ban đầu, được tính toán theo hai bước: xác định số vốn còn lại chưa thu hồi qua từng năm và xác định số tháng lẻ cần thu hồi dựa trên dòng tiền bình quân của năm kế tiếp.

• Phương pháp tính toán phát thải $CO_2$: Khối lượng phát thải được tính toán dựa trên mức tiêu thụ nhiên liệu/điện năng thực tế nhân với hệ số phát thải tương ứng do Bộ Giao thông Vận tải công bố:

STT	Dạng năng lượng	Đơn vị tính	Hệ số phát thải (tấn $CO_2$ / đơn vị)
1	Xăng ô tô, xe máy (Gasoline)	1.000 lít	2,408
2	Điện năng từ lưới quốc gia	1.000 kWh	0,8041

• Phương pháp thu thập và xử lý dữ liệu:
  • Khảo sát hành trình thực tế: Sử dụng phần mềm Strava tích hợp định vị GPS đi cùng các nhân viên giao nhận của Lazada để ghi lại quãng đường, thời gian giao hàng và đặc điểm di chuyển thực địa trên đường phố.
  • Khảo sát định lượng tại kho bãi: Thu thập số liệu vận hành gồm số lượng nhân viên giao bưu kiện, số lượng đơn hàng trung bình một ngày và giá cước giao dịch của 8 kho hàng Lazada.
  • Nguồn dữ liệu: Thống kê từ BloombergNEF, Statista, Hiệp hội các nhà sản xuất ô tô Việt Nam (VAMA), số liệu khảo sát doanh nghiệp và bảng giá nhiên liệu xăng dầu, giá điện lưới năm 2022.

---

Thiết kế và giải pháp kỹ thuật hệ sinh thái xe điện

Nhằm giải quyết các nhược điểm cố hữu của xe máy điện khi áp dụng vào lĩnh vực giao vận cường độ cao (thời gian nạp điện kéo dài 7–8 giờ, quãng đường di chuyển ngắn, giới hạn tốc độ và độ bền khi ngập nước), giải pháp kỹ thuật được đề xuất bao gồm một hệ sinh thái giao vận 4 thành phần đồng bộ:

1. Xe máy điện chuyên dụng Selex Camel:

   • Cấu trúc cơ khí: Khung xe chịu tải chuyên dụng, yên xe thiết kế dạng hai mảnh rời (yên sau có thể tháo rời nhanh để gắn thùng chở hàng dung tích lớn), trang bị giỏ chứa hàng phía trước, sàn để chân phẳng rộng. Hệ thống giảm xóc phía sau có thể lắp thêm một cặp phuộc nhún phụ nhằm gia tăng khả năng chuyên chở hàng nặng.
   • Hệ thống truyền động: Động cơ điện một chiều không chổi than gắn trực tiếp vào trục bánh sau với công suất định mức 3 kW (tương đương 4 mã lực), tốc độ tối đa đạt 60 km/h, khả năng vượt dốc nghiêng 14 độ.
   • Hệ thống nguồn: Thiết kế khay chứa pin linh hoạt với 1 pack pin đặt dưới sàn xe và 2 pack pin đặt trong cốp xe, nâng tổng dung lượng khả dụng lên mức 60 Ah, cho phép di chuyển tối đa 150 km sau một lần nạp đầy. Xe đạt cấp bảo vệ chống nước, vận hành an toàn qua vùng nước ngập sâu 0,5 mét trong thời gian 30 phút.

2. Bộ pin lithium chuẩn hóa Selex:

   • Thông số điện: Sử dụng cell pin hình trụ 21700 hóa học Lithium-ion Nickel-Manganese-Cobalt (NMC). Điện áp hoạt động từ 50,5V (nhỏ nhất) đến 67,2V (lớn nhất). Dòng điện xả định mức tối đa 40A, dòng điện sạc lớn nhất 10A.
   • Quy cách vật lý và an toàn: Kích thước pack pin đạt 215 mm $\times$ 112 mm $\times$ 225 mm, trọng lượng 7,1 kg. Vỏ bảo vệ gia công bằng hợp kim nhôm và nhựa ABS chịu lực, tản nhiệt tự nhiên qua bề mặt vỏ.
   • Tiêu chuẩn kỹ thuật: Cấp chống nước IP67; vật liệu chống cháy chuẩn UL94-V0 (ngăn cháy lan, tự tắt khi không có ngọn lửa mồi); đáp ứng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 91 về an toàn pin xe gắn máy điện, tiêu chuẩn môi trường ISO 16750 và tiêu chuẩn vận chuyển hàng không UN 38.3.
   • Hệ thống quản lý pin (BMS): Giám sát điện áp từng cell, nhiệt độ lõi, bảo vệ quá dòng, thấp áp, quá nhiệt và đoản mạch; giao tiếp truyền dữ liệu thông qua chuẩn mạng CAN và kết nối trường gần NFC.

3. Hạ tầng trạm đổi pin tự động (Battery Swapping Station):

   • Nguyên lý: Thay thế phương thức cắm sạc chờ đợi truyền thống bằng thao tác tháo lắp pack pin cạn và nhận pack pin đầy trong thời gian dưới 2 phút.
   • Thông số trạm: Tủ trạm gồm 19 khoang chứa độc lập, cho phép nạp và lưu trữ đồng thời tối đa 18 pack pin (luôn duy trì ít nhất 1 khoang trống để nhận pin trả từ người dùng). Vận hành tự động hoàn toàn thông qua màn hình cảm ứng tương tác.
   • Kỹ thuật điện và môi trường: Nguồn cấp xoay chiều AC 220V/50Hz, công suất tiêu thụ định mức 1–1,5 kW. Vỏ tủ đạt chuẩn kháng nước và bụi bẩn IP54 lắp đặt ngoài trời; kích thước vật lý 1006 mm $\times$ 510 mm $\times$ 1963 mm; khối lượng thân trạm chưa chứa pin là 195 kg.

4. Phần mềm quản lý phương tiện và pin: Ứng dụng cài đặt trên điện thoại thông minh kết nối với hệ thống viễn thông (eSIM) trên xe và chuẩn giao tiếp không dây. Hệ thống cung cấp các chức năng: định vị vị trí trạm đổi pin gần nhất theo thời gian thực, hiển thị trạng thái dung lượng pin còn lại, hỗ trợ tính năng khóa/mở xe thông minh qua mạng không dây (PAAK - Phone As A Key) và theo dõi lịch sử vận hành của phương tiện.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 trình bày bối cảnh chung về tình trạng ấm lên toàn cầu bắt nguồn từ khí thải công nghiệp và giao thông, sự biến động của giá dầu mỏ quốc tế giai đoạn sau năm 2021 và tiến trình cải tiến công nghệ pin lưu trữ. Tác giả phân tích lịch sử ra đời của pin Lithium-ion từ thập niên 1970 đến các cải tiến catot oxit coban của Goodenough và thương mại hóa bởi Sony năm 1991. Dữ liệu từ BloombergNEF cho thấy tốc độ học tập (learning rate) của ngành pin đạt khoảng 18%, đưa giá pin giảm 264 lần về quy mô sản lượng trong giai đoạn 2010–2020. Chương này cũng phân tích xu hướng xây dựng luật giảm phát thải tại châu Âu, thực trạng tỷ lệ xe máy xăng chiếm ưu thế tuyệt đối ở Việt Nam và sự hình thành thị trường giao hàng thương mại điện tử với gần 600.000 shipper làm việc trung bình từ 7h30 đến 18h hàng ngày. Trên cơ sở đó, các mục tiêu, giới hạn và phân công nội dung nghiên cứu của đồ án được xác lập rõ ràng.

Chương 2: Khảo sát tính kỹ thuật - kinh tế - môi trường của motorbike điện

Chương này đi sâu so sánh các đặc tính kỹ thuật giữa hai hệ thống động lực xăng và điện. Về mặt công nghệ, xe máy điện được tích hợp các tiện ích số như PAAK, eSIM, chìa khóa thông minh Smart Key, cụm đồng hồ hiển thị HMI và chuẩn chống nước IP67 cho phép ngâm nước 0,5 mét trong 30 phút mà không chết máy như động cơ đốt trong. Chương 2 thiết lập bảng thông số kỹ thuật chi tiết so sánh giữa Honda Wave Alpha 110 và Selex Camel. Về mặt kinh tế, tác giả định nghĩa và thiết lập phương pháp luận toán học cho ba chỉ tiêu đánh giá hiệu quả đầu tư dự án: Hiện giá thu hồi thuần (NPV), Suất thu hồi nội bộ (IRR) và Thời gian hoàn vốn ($T$). Về môi trường, trích dẫn số liệu phát thải năm 2019 của ngành GTVT Việt Nam (45 triệu tấn $CO_2$, vận tải đường bộ chiếm 80%) và xác định bảng hệ số phát thải quy chuẩn cho xăng và điện lưới.

Chương 3: Tính toán kinh tế - môi trường khi thay thế motorbike xăng sang điện

Chương 3 xây dựng quy trình tính toán qua lưu đồ thuật toán 11 bước nhằm đánh giá dòng tiền vận hành của cá nhân shipper. Tác giả thiết lập bài toán giả định chuẩn hóa dựa trên số liệu thực tế: 80 đơn hàng/ngày, 360 ngày làm việc/năm (tổng sản lượng 28.800 đơn/năm), quãng đường di chuyển 14.600 km/năm (bình quân 40,55 km/ngày), cước nhận được 5.500 VNĐ/đơn. Ba phương án được đưa vào phân tích:

• Phương án xe xăng: Suất đầu tư ban đầu 23.200.000 VNĐ, thời gian khấu hao 5 năm (4.640.000 VNĐ/năm), tiêu hao 277,2 lít xăng/năm (giá 23.470 VNĐ/lít), dầu nhớt 150.000 VNĐ/bình, vỏ xe 650.000 VNĐ/cặp, bảo dưỡng 625.000 VNĐ/năm, bảo hiểm 66.000 VNĐ/năm. Lợi nhuận sau thuế đạt 4.588,17 VNĐ/đơn hàng.
• Phương án xe điện 1 (Mua trọn gói pin): Suất đầu tư 31.700.000 VNĐ (xe 22 triệu, pin 8,6 triệu, sạc 1,1 triệu), thời gian khấu hao 5 năm, tiêu thụ 766,5 kWh điện/năm (giá điện lưới 1.734 VNĐ/kWh, giả định tăng 5%/năm). Lợi nhuận sau thuế đạt 4.713,22 VNĐ/đơn hàng.
• Phương án xe điện 2 (Thuê dịch vụ pin): Suất đầu tư ban đầu 24.300.000 VNĐ (xe 22 triệu, tiền cọc pin 1,2 triệu, sạc 1,1 triệu), chi phí thuê pin cố định 220.000 VNĐ/tháng, thời gian tính khấu hao 10 năm. Lợi nhuận sau thuế đạt 4.686,50 VNĐ/đơn hàng. Kết quả chốt chọn Phương án xe điện 2 (thuê pin) làm giải pháp tối ưu nhờ giảm thiểu gánh nặng vốn đầu tư ban đầu và chuyển giao rủi ro chai hỏng pin cho đơn vị cung cấp hạ tầng. Về phát thải, tính toán chỉ ra mỗi xe xăng thải 0,68 tấn $CO_2$/năm, trong khi xe điện nạp từ lưới điện thải 0,62 tấn $CO_2$/năm.

Chương 4: Áp dụng cho Lazada

Chương này ứng dụng toàn bộ mô hình kỹ thuật và kinh tế vào mạng lưới logistics của sàn thương mại điện tử Lazada tại TP. Hồ Chí Minh. Sau khi điểm qua lịch sử hình thành từ năm 2012 của Lazada thuộc Tập đoàn Alibaba, tác giả khảo sát 8 bưu cục giao nhận trong tổng số 23 kho của hãng trên địa bàn thành phố với tổng quy mô 456 shipper. Dữ liệu GPS Strava được sử dụng để phân tích các cung đường giao hàng thực tế của từng kho. Tác giả thiết kế phương án thay thế đồng bộ bằng xe điện Selex Camel và trạm đổi pin tự động, sau đó xây dựng mô hình tài chính với ba kịch bản vay vốn đầu tư gồm: tỷ lệ nợ vay 30%, 50% và 70%. Các bảng tính phân tích doanh thu đơn hàng, chi phí khấu hao phương tiện, chỉ số sinh lời NPV, IRR và tổng lượng khí thải $CO_2$ cắt giảm được hoàn thiện chi tiết.

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương cuối cùng tổng kết các kết quả đạt được về mặt lý thuyết và mô hình tính toán. Đề tài thẳng thắn nêu ra những rào cản thực tế trong quá trình thực hiện, bao gồm: mức độ phức tạp khi tiếp cận số liệu kinh doanh nội bộ của doanh nghiệp thương mại điện tử, khó khăn trong việc thu thập lộ trình đầy đủ qua GPS và hạn chế về độ phủ của hạ tầng trạm đổi pin thử nghiệm. Tác giả đúc kết các bài học kinh nghiệm và đề xuất các giải pháp hoàn thiện chính sách chuyển đổi phương tiện giao thông xanh.

---

Kết quả và đóng góp

• So sánh thông số kỹ thuật giữa hai phương tiện đại diện:

Thông số kỹ thuật	Xe máy xăng (Honda Wave Alpha 110)	Xe máy điện (Selex Camel)
Giá thành phương tiện	18.000.000 VNĐ	19.000.000 VNĐ
Khối lượng bản thân	97 kg	84 kg
Nguồn nhiên liệu / Dung lượng	Xăng / 3,7 lít	Điện / 60 Ah (3 pack pin 20Ah)
Công suất tối đa	6,12 kW tại 7.500 rpm	3 kW (~4 mã lực)
Mức tiêu hao năng lượng	1,9 lít / 100 km	40 Ah / 100 km
Mô-men xoắn cực đại	8,44 Nm tại 5.500 rpm	Đạt tức thời ở dải vòng tua thấp
Tốc độ tối đa	92 km/h	60 km/h
Tải trọng chuyên chở tối đa	200 kg	225 kg
Quãng đường di chuyển một lần nạp	195 km	150 km
Mức độ phát sinh nhiệt và tiếng ồn	Tỏa nhiệt cao, tiếng ồn lớn	Không tỏa nhiệt lớn, vận hành êm
Khả năng vận hành ngập nước	Không (nguy cơ chết máy khi ngập pô)	Lội nước ngập 0,5 m trong 30 phút (IP67)

• Hiệu quả kinh tế vận hành đối với cá nhân người giao hàng:

Phương án so sánh	Suất đầu tư ban đầu (VNĐ)	Thời gian khấu hao	Lợi nhuận sau thuế / 01 đơn hàng (VNĐ)	Đánh giá lựa chọn
Xe máy xăng	23.200.000	5 năm	4.588,17	Chi phí xăng và bảo dưỡng định kỳ cao.
Xe điện PA1 (Mua pin)	31.700.000	5 năm	4.713,22	Suất đầu tư lớn, rủi ro tự chịu chi phí pin.
Xe điện PA2 (Thuê pin)	24.300.000	10 năm	4.686,50	Phương án tối ưu: Vốn ban đầu thấp, ổn định vận hành.

• Kết quả đo đạc thực tế tại 8 bưu cục Lazada TP. Hồ Chí Minh: Nghiên cứu đã khảo sát thành công 8 kho giao nhận với tổng số 456 shipper hoạt động:

  1. Hub Tân Phú (754/8 Tân Kỳ Tân Quý, P. Bình Hưng Hòa, Q. Bình Tân): 55 shipper.
  2. Hub Phú Nhuận (21 Đào Duy Anh, P. 9, Q. Phú Nhuận): 55 shipper.
  3. Hub Bình Thạnh (306 Dương Quảng Hàm, P. 5, Q. Gò Vấp): 60 shipper.
  4. Hub Quận 7 (5 Đào Trí, P. Phú Thuận, Q. 7): 53 shipper.
  5. Hub Quận 2 (12 Đường 54, P. Thạnh Mỹ Lợi, Q. 2): 58 shipper.
  6. Hub Điện Biên Phủ (87D Ngô Tất Tố, P. 21, Q. Bình Thạnh): 61 shipper.
  7. Hub Âu Cơ (47/8 Hòa Bình, P. Tân Thới Hòa, Q. Tân Phú): 56 shipper.
  8. Hub Tân Bình (15 Tái Thiết, P. 11, Q. Tân Bình): 58 shipper.

• Kết quả bảo vệ môi trường: Mỗi xe máy xăng trung bình phát thải 0,68 tấn $CO_2$/năm (khoảng 6,8 tấn $CO_2$ trong 10 năm). Khi chuyển sang xe điện Selex Camel sử dụng nguồn nạp từ lưới điện hiện tại, mức phát thải tương đương là 0,62 tấn $CO_2$/năm. Như vậy, mỗi xe điện giúp cắt giảm trực tiếp 0,06 tấn $CO_2$/năm, tương ứng với mức giảm 0,6 tấn $CO_2$ trên một phương tiện sau vòng đời 10 năm sử dụng.

• Đóng góp của đồ án: Đề tài đã xây dựng thành công quy trình đánh giá kết hợp giữa kỹ thuật phần cứng (xe điện, pack pin, trạm đổi pin tự động) và các chỉ số kinh tế lượng (NPV, IRR, thời gian hoàn vốn theo các tỷ lệ vay 30%, 50%, 70%). Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực chứng đo đạc bằng GPS Strava trên các cung đường giao hàng bưu kiện thực tế, chứng minh tính khả thi của mô hình đổi pin nhanh đối với hoạt động logistics chặng cuối.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế của đồ án:

  • Phạm vi khảo sát chỉ giới hạn tại 8 bưu cục của sàn thương mại điện tử Lazada trên địa bàn TP. Hồ Chí Minh, chưa bao quát toàn bộ 23 bưu cục cũng như các đơn vị giao hàng khác (GHN, Viettel Post, GHTK).
  • Tính toán môi trường dựa trên giả định nguồn sạc điện 100% lấy từ lưới điện quốc gia (vốn vẫn mang hệ số phát thải là 0,8041 tấn $CO_2$/1.000 kWh do tỷ trọng nhiệt điện than/khí), chưa khảo sát trường hợp sạc bằng nguồn năng lượng tái tạo độc lập.
  • Các thông số tài chính chịu ảnh hưởng bởi biến động giá xăng, giá điện lưới và lãi suất ngân hàng tại thời điểm khảo sát cuối năm 2022.

• Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Mở rộng mô hình nghiên cứu tích hợp hệ thống điện mặt trời mái nhà (Solar Rooftop) kết hợp hệ thống pin lưu trữ (BESS) đặt trực tiếp tại các bưu cục để cấp điện cho trạm đổi pin, hướng tới mức phát thải ròng bằng không (Net Zero).
  • Nghiên cứu mở rộng thuật toán tối ưu hóa vị trí đặt trạm đổi pin tự động dựa trên mật độ giao hàng của toàn bộ các hãng vận chuyển trong đô thị.

---

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn đối với:

• Sinh viên và giảng viên: Thuộc các chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện - Điện tử, Kỹ thuật Ô tô, Quản trị Logistics và Chuỗi cung ứng, Kinh tế đầu tư; đặc biệt hữu ích cho các đề tài nghiên cứu về hệ thống truyền động điện, phương pháp thẩm định dự án giao thông xanh và phân tích phát thải vòng đời sản phẩm.
• Doanh nghiệp logistics và chuyển phát nhanh: Cung cấp mô hình toán chi tiết về chi phí đầu tư và vận hành (M&O) giữa các phương án mua pin và thuê dịch vụ pin, làm cơ sở xây dựng kế hoạch chuyển đổi đội xe giao bưu kiện.
• Đơn vị phát triển hạ tầng xe điện: Bảng thông số kỹ thuật chi tiết của pack pin Selex (kích thước, cổng giao tiếp CAN/NFC, chuẩn an toàn UL94-V0, IP67) và quy cách tủ trạm đổi pin 19 khoang là tài liệu tham khảo trực tiếp cho việc thiết kế và tiêu chuẩn hóa hệ thống đổi pin dùng chung.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Bộ pin chuyên dụng Selex sử dụng trong đồ án có các thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn an toàn nào? Bộ pin Selex sử dụng cell pin hình trụ 21700 chuẩn hóa học Lithium-ion NMC, điện áp từ 50,5V đến 67,2V, dòng xả cực đại 40A, dung lượng 20 Ah mỗi pack (xe sử dụng 3 pack đạt 60 Ah). Pin có trọng lượng 7,1 kg, kích thước 215 mm $\times$ 112 mm $\times$ 225 mm, vỏ nhôm kết hợp nhựa ABS, đạt cấp chống nước IP67 và chuẩn chống cháy lan UL94-V0. Pin đáp ứng các tiêu chuẩn QCVN 91, ISO 16750, UN 38.3 và tích hợp cổng giao tiếp truyền dữ liệu CAN, NFC.

2. Tại sao nghiên cứu lại kết luận lựa chọn phương án thuê pin (Phương án 2) thay vì tự mua pin (Phương án 1)? Mặc dù phương án mua pin cho lợi nhuận sau thuế trên mỗi đơn hàng nhỉnh hơn (4.713,22 VNĐ so với 4.686,50 VNĐ), phương án thuê pin được chốt chọn vì có suất đầu tư ban đầu thấp hơn đáng kể (24.300.000 VNĐ so với 31.700.000 VNĐ). Việc thuê pin giúp người dùng tránh rủi ro chi phí thay thế khi pin bị chai sau nhiều chu kỳ sạc xả, đồng thời tận dụng được hệ sinh thái trạm đổi pin tự động mà không phải tự sạc tại nhà.

3. Trạm đổi pin tự động Selex giải quyết bài toán thời gian chờ sạc của shipper ra sao? Xe máy điện thông thường mất từ 7–8 giờ để sạc đầy bình, gây gián đoạn lớn cho công việc của nhân viên giao nhận. Trạm đổi pin tự động 19 khoang của Selex chứa tối đa 18 pack pin sạc sẵn, cho phép shipper quét mã và đổi lấy pack pin đã nạp đầy thông qua màn hình cảm ứng trong thời gian chưa đầy 2 phút, giúp việc nạp năng lượng nhanh tương đương việc đổ xăng.

4. Dữ liệu khảo sát thực địa của đồ án tại Lazada TP. Hồ Chí Minh được triển khai tại những đâu? Nghiên cứu đã khảo sát thực tế tại 8 bưu cục (hub) của Lazada gồm: Hub Tân Phú (55 shipper), Hub Phú Nhuận (55 shipper), Hub Bình Thạnh (60 shipper), Hub Quận 7 (53 shipper), Hub Quận 2 (58 shipper), Hub Điện Biên Phủ (61 shipper), Hub Âu Cơ (56 shipper) và Hub Tân Bình (58 shipper), đạt tổng quy mô khảo sát là 456 shipper.

5. Lượng khí thải $CO_2$ cắt giảm được khi chuyển đổi từ xe xăng sang xe điện là bao nhiêu? Dựa trên hệ số phát thải của Bộ Giao thông Vận tải (xăng là 2,408 tấn $CO_2$/1.000 lít và điện lưới là 0,8041 tấn $CO_2$/1.000 kWh), mỗi xe máy xăng phát thải trung bình 0,68 tấn $CO_2$/năm, trong khi xe máy điện nạp từ lưới phát thải 0,62 tấn $CO_2$/năm. Như vậy, mỗi xe chuyển đổi giúp giảm phát thải 0,06 tấn $CO_2$/năm, tương đương 0,6 tấn $CO_2$ trong chu kỳ 10 năm vận hành.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp đã làm rõ cơ sở khoa học, tính khả thi kỹ thuật và hiệu quả kinh tế - môi trường của việc chuyển đổi phương tiện giao nhận từ xe máy xăng sang xe máy điện tại khu vực đô thị. Thông qua việc phân tích chuyên sâu hệ sinh thái xe điện Selex Camel kết hợp trạm đổi pin tự động và khảo sát thực tế 456 nhân viên giao nhận tại 8 bưu cục của sàn Lazada TP. Hồ Chí Minh, nghiên cứu chứng minh phương án thuê pin mang lại hiệu quả tài chính tối ưu với chi phí đầu tư ban đầu hợp lý. Đồng thời, kết quả tính toán định lượng khẳng định việc ứng dụng giải pháp này góp phần giảm thiểu trực tiếp khí nhà kính $CO_2$, cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm quan trọng cho lộ trình xanh hóa ngành logistics chặng cuối tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Lí do chọn đề tài 1.1 Biến đổi khí hậu Một vấn đề nghiệm trọng mang tính thách thức đối với toàn nhân loại đó là năng lượng hóa thạch đã bộc lộ những nhược điểm không thể tránh được trong quá trình sử dụng. Nguyên nhân là bì than, dầu mỏ và khí thiên nhiên đều là những hợp chất hữu cơ carbon. Vì thế, nguồn nhiên liệu tiêu thụ càng nhiều kéo theo các khí thải carbon dioxide (CO2) càng tăng.

Đó là một loại khí gây hiệu ứng nhà kính, làm khí hậu ttais đất nóng dần lên dẫn đến những biến đổi xấu của thiên nhiên. Ngoài ra, rất nhiều chất độc hại có nguồn gốc từ tạp chất chứa trong nhiên liệu hóa thạch thải ra gây ô nhiễm môi trường, sinh ra nhiều bệnh tật cho con người. Theo thống kế năm 2000, ngành sản xuất năng lượng thải ra khí CO2 là nhiều nhất. Kế đến là ngành giao thông vận tải.1 Thống kê lượng CO2 thải ra từ các lĩnh vực năm 2000 1 1.2 Giá nhiên liệu càng tăng Giá dầu thế giới năm 2021 đã có thời gian tăng mạnh chạm ngưỡng cao nhất trong vòng 2 năm.

Theo các hãng tin Bloomberg, AFP, giá dầu từ tháng 2 đến tháng 3/2021 đã tăng rất mạnh. Đà tăng của giá dầu đến thời điểm tháng 3/2021 đã đạt hơn 25% so với thời điểm đầu năm do phần lớn như cầu năng lượng đang tăng lên khi kinh tế thế giới phục hổi. Trong khi đó, các nước thành viên OPEC vẫn duy trì cắt giảm sản lượng, chưa thay đổi phương án với tình hình mới.1 Giá dầu thô WTI từ năm 1990 đến nay 2 Hình 1.2 Giá dầu Brent từ năm 1990 tới nay 3 Hình 1.3 Nhu cầu tiêu thụ dầu tho trên trên thế giới 1.3 Công nghệ battery.( lưu lượng lớn, giá thành rẻ) Giải Nobel về hóa học 2019 đã được trao cho ba nhà khoa học: John B Goodenough, M. Stanley Whmitham và Akira Yoshino vì những nghiên cứu phát triển pin Lithium-ion.

Sự ra đời của loại pin này đã tạo nên một cuộc cách mạng trong việc lưu trữ năng lượng, tạo tiền đề cho sự phát triển công nghệ từ điện thoại di động, xe điện, các thiết bị số…; mở ra tiềm năng về một xã hội không dùng nhiên liệu hóa thạch, góp phần giảm thiểu những tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu. Những đóng góp này của các nhà khoa học dường như đang làm cho cả thế giới ngày nay “chạy” bằng pin.1 Cuộc cách mạng trong lưu trữ năng lượng Pin Lithium-ion ra đời trong cuộc khủng hoảng dầu mỏ vào những năm 1970. Nhà hóa học người Anh M. Stanley Whmitham (Đại học Binghamton) đã nghiên cứu phát triển các phương pháp có thể dẫn đến các công nghệ về năng lượng mà không sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

Ông đã phát hiện ra một vật liệu giàu năng lượng, có thể sử dụng để tạo ra cực âm trong pin Lithium. Đây chính là tiền đề để phát triển loại pin Lithium có thể hoạt động đầu tiên. Trong nghiên cứu thử nghiệm của mình, Whittingham đã sử dụng Titan disulfua và kim loại Lithium (Li) làm điện cực. Lithium là một trong những nguyên tố nhẹ nhất trong bảng tuần hoàn hóa học, chứa đựng tiềm năng điện hóa rất lớn.

Khi các điện cực kim loại Lithium được sử dụng, 4 chúng tạo ra mật độ năng lượng (lưu trữ năng lượng cho mỗi đơn vị thể tích) cao hơn so với pin truyền thống, cho phép tạo ra những thế hệ pin nhỏ, gọn nhưng lại có dung lượng điện năng cao.