Tesla cải tiến ô tô điện như thế nào

Nếu bạn tin Tesla thì ô tô chạy điện có giá phải chăng và chạy được đường dài có thể trở thành hiện thực sớm hơn so với nhiều người vẫn nghĩ.


 

Cung đường đẹp: Một chiếc Model S đang chạy dọc bờ biển.

Mới đây tôi được lái thử một chiếc Model S, ô tô điện hạng sang của Tesla và thăm quan các trung tâm nghiên cứu phát triển của hãng, nơi mà họ đang phát triển công nghệ về pin lưu trữ và xạc điện. Trải nghiệm của chuyến đi khiến tôi tin rằng Tesla có lợi thế lớn so với các đối thủ cạnh tranh trong cuộc đua đưa ô tô điện tới thị trường đại chúng.

Mẫu Model S của Tesla có giá cao (trong khoảng 70 tới 100 nghìn đô la Mỹ), nhưng nó lại chạy được 426km (265 dặm), nghĩa là hơn gấp 3 lần phạm vi di chuyển của xe Leaf của hãng Nissan (120km). Trong vòng vài năm tới đây, Tesla hi vọng sẽ sản xuất được các mẫu xe có giá thành phải chăng hơn nhiều, bao gồm cả mẫu có giá chỉ khoảng từ 30 tới 35 nghìn đô la Mỹ, với phạm vi di chuyển tương tự như của mẫu Model S. Hãng này cũng mong muốn giúp ô tô điện trở nên thiết thực hơn với nỗ lực xây dựng mạng lưới các trạm xạc pin rộng khắp toàn quốc, có khả năng xạc điện đủ để đi 320km trong vòng nửa giờ đồng hồ—so với thời gian xạc lên tới hàng giờ đồng hồ ở một trạm xạc thông thường hiện nay.

Về phần chuyến lái thử, tôi dự định lái từ trụ sở chính của Tesla tại Palo Alto, California, tới San Francisco, tiếp theo là Half Moon Bay để đến với một chuyến ngao du trên cung đường tuyệt đẹp dọc bờ biển Highway 1 tới Santa Cruz. Sau đó, tôi quay lên phía bắc tới Fremont, ghé thăm nhà máy của Tesla, rồi trở về trụ sở của Tesla trả xe. Toàn bộ hành trình dài độ 370km.

Tuy nhiên, khi tôi tới trụ sở Tesla để nhận xe thì mới biết là họ quên không xạc xe qua đêm. Bộ đo pin hiển thị xe còn đi được khoảng 334km, thấp hơn phạm vi di chuyển 426km với pin xạc đầy của xe Model S. Tôi vẫn có thể thực hiện chuyến đi, nhưng tôi sẽ phải ghé qua một trạm xạc siêu nhanh trên đường đi.

Ô tô điện ngày nay hứa hẹn vài lợi thế so với ô tô chạy xăng. Đối với người dùng xe để đi làm thì không cần phải tới các trạm để mua xăng nữa, bạn chỉ cần một ổ cắm điện ở nhà hoặc ở văn phòng là đủ. Hơn nữa, một lần xạc đầy chỉ tốn có vài đô la. Các động cơ điện, vốn chỉ cần một số để chạy tất cả các tốc độ, cũng có thể rất nhạy và mạnh mẽ. Thêm nữa, ô tô điện không dùng tới xăng và không thải khí ô nhiễm. Ngay cả khi bạn tính tới lượng khí thải carbon và sự ô nhiễm từ các nhà máy điện cung cấp năng lượng cho chúng, và từ quá trình sản xuất và tiêu hủy, ô tô điện tạo ra lượng khí thải carbon đi-ôxít và ô-zôn 40% thấp hơn so với ô tô thông thường.

Mặc cho những ưu thế đó, ô tô điện vẫn còn bị kìm hãm bởi hai điểm yếu chính: giá cao và bộ pin chưa được thiết kế một cách tối ưu.

Đây chính là những điểm mà Tesla hi vọng sẽ cải thiện được. Công nghệ pin và xạc tiên tiến đã giúp họ đi trước khá xa trong việc chế tạo pin rẻ hơn và xạc pin nhanh hơn, đồng thời giúp Tesla hạ giá thành nhanh hơn các đối thủ cạnh tranh.

Vào lúc 10 giờ sáng, tôi lái xe rời bãi đỗ của Tesla với lợi thế về khả năng tăng tốc của xe từ 0 tới 50km/h trong vòng có 1.7 giây. Suốt cả buổi tôi vượt qua các xe khác khi leo đồi dốc, vào cua với tốc độ cao, và bỏ lại các xe khác ở các đèn giao thông.

Đồng hồ năng lượng: Bảng điều khiển của xe Model S hiển thị vị trí hiện tại, năng lượng còn dư, và tiêu hao năng lượng theo thời gian. Phần có màu xanh lá cây bên phải biểu đồ thể hiện phần năng lượng được thu lại do sử dụng công nghệ phanh tái sinh (regenerative braking).

Bỗng tôi bất chợt cảm thấy lo lắng khi phát hiện pin xe chỉ còn đủ để chạy 107km nữa. Xe dự tính tôi sẽ tới trạm xạc gần nhất ở Gilroy mà vẫn còn đủ năng lượng để chạy thêm 32km nữa, chỉ vào khoảng một nửa phạm vi di chuyển tôi mong đợi. Tôi sẽ chẳng lo lắng nếu biết là tôi có thể tin tưởng vào dự đoán này, nhưng cũng như bất kỳ chiếc ô tô điện khác, phạm vi di chuyển phụ thuộc vào nhiều yếu tố như phong cách lái xe của bạn, địa hình đường, và lưu lượng giao thông. Xe Model S hiển thị hai con số ước lượng: một con số thì giảm dần như là đồng hồ xăng, còn một con số thì cho bạn biết phạm vi di chuyển sẽ bị ảnh hưởng thế nào nếu bạn cứ giữ nguyên kiểu lái như trong vài phút mới đây. Tôi tắt điều hòa, giảm độ sáng của màn hình điều khiển cảm ứng 17 inch, và không sử dụng chân gas tăng giảm tốc liên tục để tiết kiệm chút nhiêu liệu. Tôi tới trạm xạc khi pin còn dư 27km nữa.

Xạc pin thì dễ dàng hơn là tôi tưởng nhiều, so với lần chờ cả buổi chiều để xạc một chiếc Chevrolet Volt ở một trạm thông thường chỉ để đi thêm được có 48km. Chiếc Model S nhận biết thẻ RFID ở đầu bộ xạc và tự động bật mở nắp cổng xạc. Tới khi tôi đi bộ qua bãi đỗ xe, mua một chiếc burger mang trở lại xe thì phạm vi di chuyển đã tăng lên mức 148km, thừa để kết thúc hành trình của ngày lái thử. Tôi tán gẫu với một chủ xe Model S thêm một lát rồi lại lên đường. Tối hôm đó, tôi trả lại xe với pin còn đi được 207km nữa, hơn cả phạm vi di chuyển tối đa của các xe ô tô điện khác của Toyota, Nissan, Ford, GM, Honda, Fiat, Renault, Mitsubishi, Smart, hay Scion, hay cả những chiếc ô tô điện sắp xuất hiện của Mercedes và BMW.

Mặc cho những ưu thế hấp dẫn, những trở ngại của xe ô tô điện vẫn là vậy: giá thành và phạm vi di chuyển. Do không phải ở đâu cũng có các bộ xạc siêu nhanh (cả nước Mỹ chỉ có 16 điểm), nếu bạn quên cắm xạc cho xe qua đêm, hay có sự cố mất điện hay các trục trặc khác thì thật là không may. Nếu tôi ở vùng khác của đất nước, hay lại quyết định đi lên hướng bắc thay vì xuống phía nam trên Highway 1, hay nếu tôi bị lạc, thì tôi sẽ bị kẹt ở giữa hành trình.

Vấn đề về trạm xạc phần nhiều thuộc về cơ sở hạ tầng. Nhưng trở ngại công nghệ lớn nhất lại là giá thành của pin. Chính giá thành của pin giới hạn dung lượng của Model S và khiến cho ô tô điện có phạm vi di chuyển 426km ngoài tầm với của đa số người tiêu dùng.

Hôm trước buổi lái thử, tôi có đi thăm phòng nghiên cứu phát triển của Tesla nằm trên các ngọn đồi phía sau Đại học Stanford. Giám đốc công nghệ của công ty, JB Straubel, cho tôi xem các phiên bản của mẫu Roadster, mẫu xe đầu tiên của Tesla, và một chiếc Model S được gỡ bỏ mọi chi tiết ngoại trừ phần khung, các bánh xe, và hệ thống chuyển động sử dụng điện (bao gồm bộ pin, động cơ, và hệ thống điện điều khiển chúng). Chúng thể hiện thật rõ sự tiến bộ vượt bậc của công ty tới nay. Ở chiếc Roadster, bộ pin cồng kềnh chiếm hết tới một phần ba nằm ở phía sau xe. Bộ pin của xe Model S thì dường như biến mất. Dù cho bộ pin này chứa nhiều năng lượng hơn hẳn, nó vẫn gọn gàng hơn: giờ đây nó là một tấm mỏng nằm gọn ghẽ giữa các bánh xe và là một phần của khung xe. Điều ít người biết là giá thành của bộ pin, tính trên mỗi kilowatt-giờ, đã giảm hẳn một nửa. Straubel chỉ cho tôi thấy rất nhiều kiểu thỏi pin lithium-ion—bộ phận thực sự chứa năng lượng của một bộ pin—mà công ty này đang thử nghiệm. Trong đó có cả một dãy các viên pin hình trụ có kích cỡ tương tự như pin AA—loại pin Tesla sử dụng trong Model S.

Đóng gói pin: Bộ pin trong Model S có dạng phẳng và là một phần của bộ khung chịu lực của xe—vỏ kim loại của nó hỗ trợ cho kết cấu xe.

Có thể nói việc lựa chọn sử dụng các viên pin lithium-ion nhỏ này của Tesla là một trong những canh bạc chiến lược quan trọng nhất của công ty. Các công ty ô tô kỳ cựu đã lựa chọn các viên pin có kích cỡ lớn hơn. Những viên pin như vậy khiến cho việc thiết kế bộ pin trở nên đơn giản, do bạn chỉ cần vài viên là đủ cho một bộ pin. Tuy nhiên, do các viên pin lớn có chứa nhiều năng lượng hơn nên chúng cũng nguy hiểm hơn. Do vậy các công ty này sử dụng các vật liệu pin có mật độ năng lượng thấp hơn và nhờ đó khó bị bốc cháy hơn. Để bù đắp cho mật độ năng lượng thấp này họ chọn các viên pin hình hộp chữ nhật do chúng xếp cùng nhau khít hơn, tuy vậy giá thành chế tạo của chúng lại cao hơn.

Nhờ lựa chọn các viên pin nhỏ hơn và có hình trụ, Tesla tiết kiệm được chi phí chế tạo—chi phí của chúng được hạ thấp nhờ được sản suất theo số lượng lớn trong công nghiệp pin máy tính xách tay, nơi những viên pin này được phát triển. Tesla cũng có thể sử dụng các loại vật liệu có mật độ năng lượng cao nhất, phần vì các viên pin nhỏ mặc nhiên là ít nguy hiểm hơn. Thêm vào đó, mật độ năng lượng cao giúp giảm giá thành vật liệu. Hướng đi này đồng nghĩa với việc Tesla phải phát triển một phương thức kết nối hàng nghìn viên pin nhỏ riêng biệt với nhau thay vì vài trăm viên pin lớn hơn. Straubel cũng phát minh ra một hệ thống làm mát bằng chất lỏng len lỏi giữa các viên pin và làm tản nhiệt nhanh tới mức trục trặc ở một viên pin không lan sang các viên khác.

Loại pin nhỏ hình trụ cũng cho phép Tesla đóng gói pin một cách linh hoạt hơn. Các viên pin lớn, hình hộp chữ nhật sẽ bị biến dạng khi va chạm và có thể bốc cháy, do vậy các hãng ô tô khác phải tìm các vị trí trong xe để đặt bộ pin sao cho nó không bị ảnh hưởng khi xảy ra tai nạn. Như vậy có nghĩa là phải dùng tới một phần không gian của khoang hành khách hoặc khoang chở hàng. Tesla cho biết họ đã vượt qua thử nghiệm va chạm mà các viên pin không bị biến dạng và chất lỏng làm mát không bị rò rỉ.

Theo hầu hết các đánh giá, bộ pin của xe Model S mà tôi lái thử có giá khoảng từ 42.500 tới 55.250 đô la, hay nói cách khác khoảng một nửa giá thành của cả chiếc xe. Nhưng Straubel cho biết là giá hiện tại thấp hơn mức đó nhiều. “Thực ra chúng không đến một nửa giá đó,” ông nói. “Hầu hết là thấp hơn một phần tư.” Straubel cho biết có thể hạ giá thành bộ pin hơn nữa. Hiện ông đang làm việc với các nhà cung cấp pin và vật liệu để tăng hơn nữa mật độ năng lượng, và ông cũng đang thay đổi hình dạng của các viên pin để sản xuất chúng dễ dàng hơn.

Các hãng ô tô khác cũng đã bắt đầu chú ý. Có tin cho rằng, Dan Akerson, CEO của GM, đã thành lập nhóm nghiên cứu để tìm hiểu Tesla. Brett Smith, đồng giám đốc về sản xuất, kỹ thuật, và công nghệ của tổ chức phi lợi nhuận Trung tâm Nghiên cứu Ô tô (Center for Automotive Research) có trụ sở tại Ann Arbor nhận định rằng Tesla đã “biến đổi từ một con thú cưng kỳ quặc của giới truyền thông thành hiện tượng khiến cả những người trong giới công nghiệp phải suy nghĩ.”

Sau khi xạc pin tại trạm xạc siêu nhanh ở Gilroy, tôi chạy dọc cao tốc về phía San Francisco và cảm thấy nhẹ nhõm vì mình đã đến được trạm sạc. Vừa lướt êm trên đường, tôi không khỏi nghĩ rằng ô tô điện là tương lai và những thành công của Tesla trong công nghệ pin và xạc siêu nhanh có thể biến tương lai này trở thành hiện thực nhanh hơn tôi vẫn tưởng.


Advertisements

2 comments

  1. Tạ Minh Chiến

    Xe đẹp quá. Mắc nhưng cũng đáng đồng tiền nhỉ.

  2. Thành quả của Tesla/Elon Musk quả là đáng ngưỡng mộ.

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Đăng xuất / Thay đổi )

Connecting to %s

%d bloggers like this: