Công nghệ xe điện năm 2024

EV ngày càng trở nên phổ biến. Bloomberg New Energy Finance cho biết, năm nay, người dân Mỹ đã mua 1 triệu xe chạy hoàn toàn bằng điện – doanh số tính theo năm cao nhất mọi thời đại. EV chiếm đến 19% tổng doanh số xe tại Trung Quốc, 15% tổng doanh số xe toàn cầu.

Dữ liệu từ Hiệp hội Các nhà sản xuất ô tô châu Âu (EAMA) cho thấy doanh số EV 9 tháng của năm 2023 tăng 47%. Doanh số đang giảm nhưng là vì người tiêu dùng chờ đợi hàng loạt mẫu xe điện rẻ hơn dự kiến ra mắt trong 2 - 3 năm tới.

Tesla vẫn giữ vị thế dẫn đầu với nhiều tiến bộ công nghệ. Mới đây, hãng ra mắt siêu xe bán tải điện Cybertruck sở hữu một số điểm ưu việt mà các đối thủ có thể học hỏi.

Hệ thống điện 48 volt

Cybertruck là mẫu xe Tesla đầu tiên sử dụng hệ thống điện 48 volt. Vì điện áp cao hơn nên mạng lưới dây trang bị cho phương tiện gọn gàng hơn, tăng hiệu suất sử dụng điện tổng thể qua đó giúp tiết kiệm năng lượng.

Các đối thủ đang từ bỏ pin axit - chì 12 volt để chuyển sang sử dụng pin li-ion điện áp tương đương. Hệ thống 48 volt sẽ đẩy nhanh quá trình chuyển đổi. Giám đốc điều hành Ford Jim Farley cân nhắc dùng cấu trúc điện áp cao hơn cho vài mẫu xe sắp tới của hãng.

Gigabit ethernet

Đây là công nghệ truyền dẫn dựa trên giao thức ethernet, cung cấp tốc độ truyền dữ liệu lên đến 1 tỉ bit mỗi giây – tương đương 1 gigabit (Gb).

Gigabit Ethernet kết hợp hệ thống điện 48 volt giúp việc điều khiển Cybertruck gần như không có độ trễ. Theo Auto Evolution, trong năm tới các hãng xe chắc chắn tìm cách sao chép công nghệ này.

Đúc nguyên khối

Lâu nay, phần thân chính ô tô được chế tạo bằng cách hàn hoặc dập lượng lớn bộ phận riêng biệt lại với nhau. Nhưng Tesla quyết định thử công nghệ đúc nguyên khối (megacasting): bơm kim loại nóng chảy vào khuôn lớn rồi làm nguội tạo thành thân xe không mối hàn.

Tesla sử dụng công nghệ đúc nguyên khối với mẫu xe Model Y từ năm 2021, thân trước Cybertruck cũng được sản xuất bằng cách tương tự. Hai năm qua hãng không ngừng cải tiến cấu trúc lẫn thành phần hợp kim đúc nhằm giữ lợi thế trước các đối thủ đang học hỏi theo.

Quy trình sản xuất tinh gọn

Tesla giới thiệu quy trình sản xuất mới dựa trên công nghệ đúc nguyên khối vào tháng 3 năm nay. Thay vì phải chế tạo khoảng 400 bộ phận rồi lắp ghép lại như quy trình thông thường, hãng đúc gần như toàn bộ thân cùng gầm xe hoàn chỉnh rồi lắp ráp phần còn lại.

Quy trình mới loại bỏ một số công đoạn cùng bộ phận riêng lẻ, qua đó kéo giảm chi phí giúp Tesla tiến gần hơn đến mục tiêu tung ra EV giá chỉ 25.000USD. Dự kiến năm tới thiết kế quy trình sản xuất sẽ hoàn thiện, sẵn sàng được triển khai tại nhà máy Giga Texas, sau đó là Giga Mexico.

Pin li-ion giảm giá

Giá pin li-ion từng được dự báo sẽ giảm xuống dưới mức 100USD/kWh, nhưng loạt sự kiện năm 2020 khiến giá cả mọi thứ trong đó có lithium tăng vọt. Vậy là EV trở nên đắt hơn xe chạy xăng.

Tuy nhiên mọi thứ dường như đang trở lại đúng hướng. Bloomberg New Energy Finance ghi nhận, giá pin năm 2023 giảm 14% xuống còn 139 USD/kWh.

Một số nghiên cứu dự đoán pin li-ion mangan coban (NMC) sẽ giảm xuống dưới 100 USD/kWh vào năm 2027, pin lithium iron phosphate (LFP) dự kiến hạ đến mức này vào năm 2025. Các hãng xe đang chạy đua sử dụng pin LFP nên giá cả có thể giảm sớm.

LFP rẻ hơn NMC rất nhiều, nhưng nhược điểm là mật độ năng lượng không bằng. Một số hãng đã bắt tay nghiên cứu nhằm phát triển LFP riêng với mật độ năng lượng ngang NMC.

Pin 4680

Năm 2020, Tesla ra mắt đơn vị pin hình trụ 4680 (đường kính 46mm và chiều cao 80mm) sở hữu công nghệ điện cực mới giúp tăng mật độ năng lượng lên gấp 5 lần, sức mạnh gấp 6 lần, tuổi thọ kéo dài thêm 16% trong khi chi phí sản xuất lại giảm 14%.

Nhưng hiệu quả thực tế lại gây thất vọng: Model Y dùng pin 4680 sạc chậm hơn tính toán, Cybertruck chỉ di chuyển được chưa đến 483 km trong một lần sạc. Auto Evolution hy vọng trong năm tới Tesla sẽ tìm cách khắc phục, chẳng hạn như dùng silicon làm cực dương.

Pin thể rắn

Đây là công nghệ pin hứa hẹn nhất nhưng không thành công trong năm 2023. Tuy nhiên một số đơn vị tuyên bố họ sẽ bắt đầu sản xuất hàng loạt pin thể rắn vào năm 2024. Chi phí cao, dễ hỏng hóc, tình trạng hình thành đuôi gai tinh thể gây đoản mạch là loạt vấn đề cần giải quyết khi sử dụng công nghệ này.

Hãng xe điện Trung Quốc NIO là một trong số đơn vị đi đầu ra mắt pin thể rắn, nguyên mẫu ET7 cho phép phương tiện di chuyển 1.044 km trong một lần sạc. Pin của CATL và Our Next Energy (ONE) đang ở giai đoạn thử nghiệm.

Xe tự hành

Những gì diễn ra năm 2023 cho thấy việc đạt được khả năng tự hành khó hơn nhiều so với tưởng tượng. Phần mềm Full Self-Driving Beta của Tesla dường như chỉ là hệ thống lái tự động tiên tiến, công nghệ Drive Pilot của Mercedes Benz còn nhiều hạn chế nên chỉ khả dụng lúc di chuyển ở một số cao tốc được lập bản đồ trước, trong điều kiện thời tiết lý tưởng và xe chạy dưới 64 km/giờ. Drive Pilot cũng không thể hoạt động nếu mặt trời làm chóa camera trên xe.

Tesla đang thử nghiệm Full Self-Driving Beta phiên bản thứ 12, sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) học hỏi hàng tỉ video để tự hành thay vì dựa vào mã C++.