Những điểm sáng công nghệ xe hơi nổi bật năm 2018 (P1)

Năm 2018 ghi nhận rất nhiều thành tựu phát triển về công nghệ kỹ thuật trong lĩnh vực ô tô. Cùng Xedoisong.vn điểm lại những công nghệ nổi bật.

Với sự tiến bộ và phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp sản xuất ô tô cũng ghi nhận nhiều thành tựu nổi bật cũng như nhiều ý tưởng mới để ứng dụng trên xe hơi. Những tiến bộ này khiến xe hơi ngày càng thông minh hơn, an toàn hơn, tiết kiệm nhiên liệu và thân thiện môi trường hơn. Hãy cùng xedoisong.vn nhìn lại những công nghệ nổi bật của ngành ô tô thế giới trong năm 2018 vừa qua.

Xe điện: Đầu tư tiền “tấn” và những cú bứt phá ngoạn mục

Trong năm 2018, hàng loạt những ông lớn trong ngành sản xuất ô tô đã bỏ tiền “tấn” để phát triển xe điện thông qua việc đầu tư cho những nhà máy sản xuất pin, ắc quy phục vụ cho xe điện và xe hybrid.

Ông Matthias Muller – CEO của Volkswagen trình bày về chiến lược “điện hóa” Roadmap E.

Nếu như năm 2017, tập đoàn Daimler AG (công ty mẹ của Mercedes-Benz) mạnh tay “xuống tiền” đầu tư hơn 10 tỷ Euro cho lĩnh vực xe điện thì năm 2018, tập đoàn Volkswagen AG đã mạnh tay chi hơn 9 tỷ euro vào lĩnh vực xe điện, trong chiến lược Roadmap E.

Nhà máy Volkswagen tại Zwickau, Đức.

Trong năm 2018, Volkswagen đã đề ra những chiến lược để hiện thực hoá sự chuyển đổi sang lĩnh vực xe điện. Nổi bật như nhiều nhà máy sản xuất của Volkswagen đang dần chuyển đổi sang sản xuất xe điện. Tại Đức, ba nhà máy sẽ được chuyển đổi sang sản xuất ô tô điện ở Zwickau. Các nhà máy Emden và Hannover sẽ được chuyển đổi vào năm 2022. Một nhà máy bổ sung đang được lên kế hoạch ở Bắc Mỹ và hai nhà máy ô tô điện đang được xây dựng tại các thành phố Anting và Foshan của Trung Quốc và sẽ đi hoạt động vào năm 2020.

Nền tảng mới MEB cho những chiếc xe điện của Volkswagen trong tương lai.

Để làm cho những chiếc xe này có giá cả phải chăng cho hàng triệu người, Volkswagen công bố nền tảng mới MEB cho những chiếc xe điện của mình và khẳng định sẽ tạo ra những chiếc xe điện với giá cả hợp lý, đến tay mọi người vào cuối năm 2019. Nền tảng công nghệ mới sẽ là cốt lõi trong những mẫu xe điện Volkswagen. MEB sẽ giúp cho những chiếc xe điện có thể lắp đặt các loại pin lớn hơn, giúp tăng đáng kể phạm vi di chuyển mỗi lần sạc. Theo đó, hệ thống pin hoàn toàn mới được tập đoàn Volkswagen cùng các đối tác nghiên cứu và phát triển có thể sạc nhanh, pin có thể được sạc 80% trong khoảng 30 phút. Tùy thuộc vào kích thước pin và kiểu xe, phạm vi đạt được có thể vượt quá 550km.

Vào tháng 6 năm 2018, tay đua Romain Dumas đã lái chiếc xe điện ID R lập kỷ lục tại Pikes Peak Hill Climb nổi tiếng ở Colorado. Tay đua Romain Dumas chỉ mất 7:57 phút để hoàn thành đường đua dài 19,99 km. Đặc biệt, đường đua này xuất phát độ cao 2.862 mét, vạch kết thúc ở độ cao ngoạn mục 4.302 mét so với mực nước biển. Với việc hoàn thành đường đua này, ID R Pikes Peak là chiếc xe điện nhanh nhất thế giới trên đường đua này.

Xe điện Audi e-tron.

Bên cạnh những cột mốc đáng ghi nhận của thương Volkswagen, công ty con của tập đoàn Volkswagen AG là Porsche và Audi cũng đạt được nhiều thành tựu trong lĩnh vực xe điện trong năm 2018. Cụ thể, Audi đã ra mắt toàn cầu mẫu chạy điện đầu tiên của mình, gọi là Audi e-tron – mang sứ mệnh lịch sử. Chiếc SUV chạy điện Audi e-tron có cấu hình 5 chỗ, thiết kế là một sự tổng hòa của Q8 và Q7 thế hệ mới.

Audi e-tron được trang bị 2 cụm động cơ điện độc lập với hệ dẫn động 4 bánh toàn thời gian. Audi e-tron có khả năng tăng tốc từ 0-96km/h trong 5,5 giây. Theo Audi, sau mỗi lần sạc đầy xe có thể di chuyển khoảng 400km tuỳ đoạn đường và phong cách người lái. Tại thị trường Mỹ, hãng đã thiết lập hơn 2.000 trạm sạc tại khắp các tiểu bang. Ngoài ra, hãng cũng hợp tác với Amazon và bán những bộ sạc nhanh mà người dùng có thể lắp đặt tại nhà.

Đối với Porsche, nếu nhắc đến xe điện thì phải nói đến “dự án” nghiên cứu và sản xuất chiếc xe điện Porsche Mission E Concept đã kéo dài hơn 3 năm kể từ lần xuất hiện tại Triển lãm Ô tô Frankfurt. Vào tháng 6/2018, Porsche Mission E Concept đã được chính thức đặt tên là Porsche Taycan cho phiên bản sản xuất hàng loạt. Trong bài phỏng vấn mới nhất vào tháng 9/2018 với ông Stefan Weckbach – Người đứng đầu dự án Mission E đã chia sẻ tương lai xe điện của Porsche trong thập kỷ tới, cụ thể là chiếc Porsche Taycan. Cũng theo ông Stefan Weckbach tiết lộ, thời điểm chính thức mà Porsche trình làng mẫu xe điện Porsche Taycan sẽ vào cuối năm 2019.

Như đã công bố trước đây, hệ động lực của Porsche Taycan hoàn toàn chạy điện, gồm 2 động cơ điện đồng bộ đem lại tổng công suất hơn 600 mã lực (440kW) giúp chiếc xe tăng tốc 0-100km/h dưới 3,5 giây và 0-200km/h dưới 12 giây. Xe có tầm hoạt động lên tới 500km mỗi lần sạc đầy, và chỉ mất 15 phút để sạc 80% dung lượng pin.

Song hành với Audi e-tron, người đồng hương Mercedes-Benz cũng đã trình làng mẫu xe điện EQC mang sứ mệnh cách mạng. Đóng vai trò là “đầu tàu” khai sinh cho series EQ (phân hiệu xe điện của Mercedes-Benz), nền tảng được sử dụng trên EQC sẽ tiếp tục được Mercedes ứng dụng để cho ra đời đủ các dòng xe điện khác nhau, phủ khắp mọi phân khúc.

Ngoài ra, trong lĩnh việc xe điện còn có sự tham gia của nhiều ông lớn với các dòng xe phổ thông khác như: Jaguar I-PACE, Kia e-Niro, Kia Soul EV, Hyundai Kona Electric, Volkswagen e-Golf, Chevrolet Bolt, Nissan Leaf, Ford Focus Electric… Và hàng loạt công ty khởi nghiệp “start-up” cũng thể hiện những tham vọng to lớn trong lĩnh vực xe điện, góp phần tạo nên bức tranh phát triển xe chạy điện chưa bao giờ rầm rộ như năm 2018.

Xe Hybrid

Trong năm 2018, lĩnh vực xe Hybrid chứng kiến một cái tên mới tham gia lĩnh vực này, đó là thương hiệu xe sang Bentley. Ra mắt công chúng tại triển lãm ô tô quốc tế Geneva Motor Show 2018 vào tháng 3/2018. Có thể nói, Bentley Bentayga Hybrid 2019 là mẫu SUV siêu sang hybrid đầu tiên thế giới, là một bước đệm cho công cuộc điện hóa toàn bộ sản phẩm theo xu hướng tương lai. Trên nền tảng mẫu Bentayga tiêu chuẩn nhưng nhờ hệ động lực plug-in hybrid kết hợp động cơ điện và động cơ xăng V6, chiếc Bentayga Hybrid trở thành mẫu xe thân thiện môi trường nhất mà Bentley từng chế tạo trước nay, với mức phát thải CO2 đạt 75 g/km (NEDC).

Bentley Bentayga Hybrid 2019 là mẫu SUV siêu sang hybrid đầu tiên thế giới.

Bentayga Hybrid được trang bị hệ động lực của xe, kiểu plug-in hybrid kết hợp giữa một động cơ điện hiệu quả cao và một động cơ xăng V6 3.0L Turbocharged mới. Cụm E Motor đóng vai trò là cả một động cơ điện truyền động và một máy phát điện để tạo ra trải nghiệm vận hành tối ưu cũng như bảo đảm tầm hoạt động xa nhất có thể ở chế độ hoàn toàn chạy điện – hơn 50km (NEDC). Pin nguồn của xe có thể sạc đầy từ cổng sạc trong nhà mất 7,5 giờ, song khách hàng có thể lắp đặt cổng sạc chuẩn công nghiệp tại nhà để giảm thời gian sạc xuống chỉ còn 2,5 giờ.

Ngoài ra, ở phân khúc xe bình dân cũng có nhiều hãng xe đã cung cấp những phiên bản xe Hybrid như: Toyota Prius, Toyota Yaris, Toyota Avalon Hybrid 2017, Toyota Camry Hybrid 2018, BMW i3, Audi A3 e-tron, Volkswagen Passat GTE, Volkswagen Golf GTE, Chevrolet Bolt 2017, Chevrolet Malibu Hybrid 2018, Chevrolet Volt 2017, Honda Accord Hybrid 2017, Hyundai Ioniq 2017, Hyundai- Sonata Hybrid 2017, Mitsubishi Outlander PHEV…

Xe dùng động cơ đốt trong

Kể từ ngành sản xuất xe hơi được hình thành, việc chế tạo những mẫu xe có tốc độ tối đa gần như trở thành điều mà mỗi nhà sản xuất đều muốn hướng đến. Lịch sử ngành ô tô thế giới đã chứng kiến rất nhiều kỷ lục về tốc độ được lập ra và liên tục bị phá bỏ, đẩy giới hạn tốc độ mà một chiếc xe thương mại có thể đạt được ngày càng cao. Tuy nhiên, hiện chỉ có một vài nhà sản xuất với đa số là những hãng sản xuất siêu xe còn tham gia “cuộc chạy đua không hồi kết” này, có thể kể đến như Lamborghini, Ferrari, Bugatti, McLaren, Hennessey hay Koenigsegg.

Kỷ lục tốc độ nhanh nhất của một chiếc xe thương mại thuộc về siêu xe Koenigsegg Agera RS 2017 là 448 km/h.

Hiện tại, kỷ lục tốc độ nhanh nhất của một chiếc xe thương mại thuộc về siêu xe Koenigsegg Agera RS 2017, với tốc độ trung bình 2 lượt chạy là 446,97km/h. Trong năm 2018 không có chiếc xe động cơ đốt trong nào phá được kỹ lục này. Tuy nhiên, do quá trình nghiên cứu tốn kém nên nhiều hãng đã không còn mặn mà với mục tiêu sản xuất những cỗ máy “chạy nhanh nhất” có thể mà thay vào đó là tính hiệu quả, tiết kiệm nhiên liệu của động cơ. Cụ thể, với cùng một dung tích (1.0 lít, 2.0 lít .v.v) hay một kiểu thiết kế (I4, V6, V8 .v.v) thì những công nghệ mới sẽ giúp cho động cơ mạnh hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn hay thân thiện môi trường hơn.

Công nghệ Variable Compression ratio (VC) cho phép động cơ VC turbo biến đổi tỉ số nén.

Nếu chỉ xét lĩnh vực chế tạo động cơ đốt trong không để đến lĩnh vực xe điện, xe hybrid thì trong vài năm qua đã có nhiều công nghệ sáng kiến mới của các hãng xe, hay các công ty độc lập. Ví dụ: Động cơ VC turbo ứng dụng công nghệ biến đổi tỉ số nén Variable Compression ratio (VC) được hãng Infiniti (thương hiệu xe sang của Nissan) nghiên cứu và phát triển. Hay công nghệ nổ máy không cần bu-gi cho động cơ xăng Skyactiv-X của Mazda. Công nghệ này có tên gọi khởi động nổ đồng nhất HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition). Hay công nghệ động cơ đốt trong không sử dụng trục cam được công ty The Freevale (công ty con của Koenigsegg) phát triển và áp dụng trên một số mẫu xe của mình.

Công nghệ nổ máy không cần bu-gi cho động cơ xăng Skyactiv-X của Mazda.

Trong năm 2018, chỉ có một vài sang kiến mới trong lĩnh vực động cơ đốt trong được công bố, nối bật là công nghệ phối khí mới của động cơ đốt trong gọi là Intelligent Valve Technology – iVT. Công nghệ này được công ty Camcon Automotive có trụ sở tại Anh Quốc nghiên cứu và phát triển. Cấu tạo hệ thống phân phối khí của Camcon vẫn có các trục cam và mỗi trục cam được điều khiển riêng biệt bằng các mô-tơ điện thông qua hệ thống điện tử – Digital Valve. Trước đó, công nghệ này ra mắt lần đầu vào năm 2017 với tên Intelligent Valve Actuation – IVA. Đến nay, công nghệ này đã được nâng cấp và đổi tên thành Intelligent Valve Technology – iVT.

Công nghệ phối khí mới của động cơ đốt trong gọi là Intelligent Valve Technology – iVT.

Nguyên lý hoạt động của iVT như sau: trong suốt quá trình làm việc của động cơ, van nạp van xả sẽ đóng mở tại những thời điểm khác nhau. Về cơ bản, mục đích của công nghệ iVT tương tự như công nghệ VTEC của Honda, VVT-i của Toyota hay VarioCam plus của Porsche đều muốn cho hoà khí đi vào và khí xả thoát ra một cách hợp lý nhất.

Ví dụ: Trong các động cơ đốt trong 4 kỳ I4 thông thường, các van nạp và van xả được điều khiển thông qua các con đội trên trục cam. Hình dáng của các con đội sẽ xác định thời điểm (timing), độ nâng (lift) và khoảng thời gian mở (duration) của từng van. Khi áp dụng công nghệ iVT, trên động cơ I4 được, mỗi xi-lanh sẽ có 2 trục cam nhỏ riêng biệt, 1 van nạp, 1 van xả. Mỗi trục cam được điều khiển riêng biệt bằng các mô-tơ điện. Thông qua hệ thống điều khiển thì sẽ đóng mở trong thời gian hợp lý nhất.

Cơ cấu cơ khí truyền động xú-páp của công nghệ iVT.

Ngoài ra, công nghệ này còn sử dụng một cơ chế khử lưu huỳnh được điều khiển bằng điện cho mỗi van, từ đó giúp cho lượng CO2 thải ra thấp hơn 7,5%. Trong thực tế, công ty Camcon Automotive đã thử nghiệm công nghệ iVT trên động cơ Jaguar Ingenium và ghi nhận những thành công bước đầu, động cơ mạnh mẽ hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn và khí xả sạch hơn.

Công nghệ iVT đã được thử nghiệm trên động cơ Jaguar Ingenium và ghi nhận những thành công bước đầu.

Ngoài ra, trong lĩnh vực động cơ đốt trong cụ thể là động cơ diesel cũng chứng khiến vài sự kiện nổi bật. Theo nhiều nghiên cứu, động cơ diesel thải ra các hạt vật chất (PM) và khí nitơ oxit (NOx). Một lượng PM nhỏ xâm nhập phổi có thể dẫn đến bệnh tim mạch và tử vong. Trong khi đó, nitơ oxit gây khó thở, kể cả với những người không có tiền sử bệnh về đường hô hấp. Bên cạnh đó, khí cacbon đioxit (CO2) gây nên hiệu ứng “nhà kính” khiến trái đất nóng lên, gây biến đổi khí hậu. Tổ chức Y tế thế giới (WHO) cho biết có khoảng 3 triệu người chết mỗi năm liên quan đến không khí ô nhiễm.

Trước đó, sau hàng loạt vụ bê bối khí thải của những nhà sản xuất ô tô lớn trên thế giới cũng như nhận thức được tác động của khí thải xe hơi đến với môi trường nhiều thành phố và chính quyền một số quốc gia đang đặt mục tiêu cấm toàn bộ phương tiện chạy bằng xăng hoặc dầu diesel trong ít nhất 8 năm nữa. Đồng thời, nhiều hãng sản xuất ô tô có kế hoạch sản xuất xe điện trên tất cả các dòng xe trong tương lai cũng như khai tử những loại động cơ diesel.

Hãng Porsche tuyên bố sẽ ngừng sản xuất xe sử dụng động cơ diesel.

Trong một thông báo vào cuối tháng 9/2018, hãng Porsche tuyên bố sẽ ngừng sản xuất xe sử dụng động cơ diesel mà thay vào đó sẽ tập trung tăng cường hoạt động của mình cho xe điện và xe hybrid. Trong thông báo này nêu rõ đến năm 2022, Porsche sẽ đầu tư hơn 6 tỷ euro vào lĩnh vực xe điện và xe hybrid (lĩnh vực E-Mobility), tạo cơ sở cho sự phát triển bền vững trong tương lai. Cụ thể, tính đến thời điểm hiện tại có đến 63% mẫu xe Panamera được bán ở châu Âu là các mẫu hybrid. Mặc khác, nhu cầu về xe trang bị động cơ diesel đang giảm. Trong năm 2017, thị phần xe du lịch dùng động cơ diesel trên toàn thế giới chỉ chiếm 12%. Do sự thay đổi trong điều kiện này cùng với những vấn đề về khí thải ngày càng nghiêm ngặt, công ty đã quyết định ngừng việc cung cấp động cơ diesel trong tương lai.

Tiến sĩ Volkmar Denner, Tổng giám đốc điều hành của Robert Bosch GmbH phát biểu về công nghệ c có thể “cứu cánh” cho động cơ diesel.

Trái ngược với Porsche, Bosch muốn “cứu cánh” xe ô tô động cơ diesel bằng công nghệ mới. Theo Tiến sĩ Volkmar Denner, Tổng giám đốc điều hành của Robert Bosch GmbH, nói: “Với công nghệ này của Bosch, động cơ diesel vẫn còn tương lai để phát triển. Đây là một bước đột phá quyết định trong chiến lược phát triển của công ty. Những phát triển mới của Bosch có thể giúp các nhà sản xuất ô tô giải quyết được bài toán chi phí sản xuất, bằng cách giảm lượng khí thải nitơ oxit (NOx) và CO2 của xe tương lai. Công nghệ Bosch hiện nay sẽ cắt giảm các giá trị giới hạn hiện tại cho lượng khí thải nitơ oxit, có hiệu lực đến năm 2020, ngay cả trong hoạt động thực tế.”

Theo đó, nguyên lý hoạt công nghệ giảm thiểu khí thải của Bosch bao gồm tối ưu công nghệ turbo, phun nhiên liệu, hệ thống giải nhiệt khí nạp, và đặc biệt là hệ thống xử lý khí xả. Lượng khí thải sinh ra đạt tiêu chuẩn khí thải trong mọi tình huống lái xe trên xa lộ hoặc trong thành phố, bất kể tốc độ của chiếc xe nhanh hay chậm, trong mọi điều kiện thời tiết. Theo các kỹ sư của Bosch, hai yếu tố ảnh hưởng đến việc giảm phát thải NOx trong các phương tiện sử dụng động cơ diesel gồm: phong cách lái xe và nhiệt độ khí thải.

Tuy thuộc vào điều kiện đường sá, giao thông và tính cách mỗi người dẫn đến sẽ có một phong cách lái xe khác nhau. Giải pháp công nghệ do Bosch phát triển là hệ thống quản lý luồng khí đáp ứng cao cho động cơ. Bộ phận tăng áp RDE được tối ưu hoá giúp phản ứng nhanh hơn các bộ tăng áp thông thường. Bên cạnh đó còn có sự kết hợp giữa tuần hoàn khí thải áp suất cao và thấp, hệ thống quản lý dòng khí trở nên linh hoạt hơn. Điều này có nghĩa là người lái xe có thể lái xe với tốc độ tăng giảm tuỳ thích.

Yếu tố thứ hai ảnh hưởng đến phát thải NOx là nhiệt độ. Để đảm bảo chuyển đổi NOx tối ưu, khí thải phải nóng hơn 200 độ C. Tuy nhiên, khi lái xe đô thị đông đúc, xe thường xuyên không đạt đến nhiệt độ này. Do đó, Bosch đã sử dụng hệ thống quản lý nhiệt độ tinh vi cho động cơ diesel. Điều này cho phép xe chủ động điều chỉnh nhiệt độ khí thải, do đó đảm bảo rằng hệ thống ống xả vẫn đủ nóng để hoạt động trong phạm vi nhiệt độ ổn định và lượng khí thải vẫn ở mức thấp. Với công nghệ đột phá này của Bosch, một bức tranh tươi sáng hơn có thể tạo động lực mới thúc đẩy các nhà sản xuất ô tô tiếp tục sử dụng và phát triển động cơ diesel trong những năm tiếp theo.

(Còn tiếp)

RPM

Theo Nghe nhìn Việt Nam