Lắp thêm động cơ xăng lên xe điện: Bước lùi công nghệ hay nước cờ thực dụng?
Trong cuộc đua hướng tới tương lai không phát thải, việc “lắp thêm động cơ xăng vào xe điện” nghe có vẻ như một bước lùi đáng thất vọng về công nghệ. Tuy nhiên, đây lại là một giải pháp thực dụng, một cây cầu nối để vượt qua khoảng trống của hạ tầng trạm sạc trong giai đoạn quá độ.
Thế giới xe lai đa dạng
Thế giới ô tô ngày nay không còn phân cực rõ ràng giữa trắng (xe xăng truyền thống) và đen (xe thuần điện). Nằm giữa hai thái cực đó là một phổ màu xám đa dạng và phức tạp của các dòng xe lai (hybrid), nơi động cơ đốt trong và mô-tơ điện cùng tồn tại và hỗ trợ lẫn nhau theo những cách thức khác biệt.
Các thành viên trong gia đình hybrid này có thể được chia làm 4 loại dựa trên cấu trúc truyền động và mức độ điện hóa:
Mild Hybrid (MHEV - Xe lai nhẹ)
Đây là cấp độ điện hóa thấp nhất. Xe sử dụng một mô-tơ điện nhỏ kiêm máy phát để thay thế bộ đề truyền thống. Nhiệm vụ của nó chỉ là hỗ trợ động cơ xăng khi khởi động, tăng tốc và thu hồi năng lượng khi phanh (phanh tái sinh). Các xe lai nhẹ vẫn sử dụng động cơ xăng là chủ yếu, không thể vận hành ở chế độ thuần điện vì pin quá nhỏ.
Các mẫu xe như Ford Fiesta hay Audi S5 sử dụng công nghệ này như một giải pháp đơn giản để cải thiện chút ít hiệu suất nhiên liệu mà không thay đổi quá nhiều cấu trúc xe.
Full Hybrid (HEV - Xe lai toàn phần)
Đây là dòng xe phổ biến nhất, gắn liền với tên tuổi của Toyota Prius hay Honda CR-V Hybrid. Xe có cả động cơ xăng và động cơ điện. Bộ pin của HEV lớn hơn MHEV, và mô-tơ điện đủ mạnh để có thể tự dẫn động bánh xe, nhưng chỉ trong quãng đường ngắn và ở tốc độ thấp.
Điểm đặc trưng của dòng xe này là xe tự sạc thông qua hoạt động của động cơ xăng và phanh tái sinh; người dùng không cần (và không thể) cắm sạc ngoài.
Plug-in Hybrid (PHEV - Xe lai sạc điện)
PHEV là một bước tiến gần hơn với xe điện. Xe sở hữu bộ pin lớn hơn đáng kể so với hai loại xe kể trên, có cổng sạc ngoài và có khả năng chạy thuần điện trong một quãng đường đáng kể, thường từ 40 đến 60 km hoặc hơn.
Tuy nhiên, về mặt cấu trúc, loại xe này vẫn là một sự kết hợp song song: cả động cơ điện và động cơ xăng đều có thể truyền động trực tiếp tới bánh xe thông qua các khớp nối cơ học. Khi hết điện hoặc cần tăng tốc mạnh, động cơ xăng sẽ gầm lên nhập cuộc và trực tiếp kéo chiếc xe đi.
EREV: Giữ nguyên linh hồn xe điện
Có thể thấy cả ba loại xe lai kể trên đều có động cơ xăng truyền động trực tiếp cho bánh xe.
Trong bức tranh đó, EREV (xe điện tăng tầm, viết tắt của Extended-Range Electric Vehicle) nổi lên như một kẻ “ngoại đạo” với triết lý thiết kế hoàn toàn khác biệt.
Bánh xe EREV chỉ được truyền động duy nhất bởi mô-tơ điện, không có kết nối trực tiếp nào với động cơ xăng. Điều này mang lại trải nghiệm lái mượt mà, êm ái và khả năng tăng tốc đặc trưng của xe điện, không bị gián đoạn bởi việc chuyển số hay tiếng gầm của động cơ xăng khi tăng tốc.
Động cơ xăng vẫn tồn tại trong xe EREV, nhưng đã bị “giáng chức” xuống đóng vai trò như một máy phát điện di động. Nhiệm vụ duy nhất của động cơ xăng là chạy để sạc điện cho pin hoặc cấp nguồn trực tiếp cho mô-tơ điện khi pin cạn.
Nếu coi PHEV là một chiếc xe xăng biết chạy điện, thì EREV thực chất là một chiếc xe điện mang theo nhà máy điện riêng bên mình.
Các ví dụ tiêu biểu cho dòng xe điện tăng tầm này bao gồm Chevrolet Volt, BMW i3 REx, hay công nghệ e-Power của Nissan.
ĐQ tổng hợp
|
Giải mã sức hấp dẫn của EREV
Sự trỗi dậy của EREV không phải là ngẫu nhiên mà xuất phát từ khả năng vượt qua những vấn đề vật lý và tâm lý lớn nhất đang ngăn cản người dùng chuyển sang xe điện.
Bài toán mật độ năng lượng và tầm hoạt động
Công nghệ pin xe điện đã có những bước tiến dài nhưng chưa đủ. Mật độ năng lượng của pin Li-ion hiện tại chỉ khoảng 0.7 MJ/kg, thấp hơn nhiều so với mức 43 MJ/kg của xăng. Điều này có nghĩa là với cùng trọng lượng pin và xăng, xe điện có tầm di chuyển ngắn hơn rất nhiều so với xe xăng, gây ra nỗi lo về tầm hoạt động (range anxiety) cho người dùng.
EREV xóa bỏ hoàn toàn nỗi lo này. Với một bình xăng đi kèm, chiếc xe có thể thực hiện những hành trình dài hàng trăm km mà không cần lo lắng tìm trạm sạc. Khi pin cạn, động cơ xăng tự động kích hoạt để duy trì hành trình.
Người dùng có được sự tự do của cả hai loại xe: dùng điện cho nhu cầu đi lại hàng ngày trong phố, và dùng xăng cho những chuyến đi xa bất chợt.
Sự tiện lợi khi cần nạp năng lượng
Thời gian sạc pin cũng là một thách thức lớn. Một khảo sát do KPMG thực hiện năm 2024 tại Việt Nam cho thấy ba yếu tố khiến nhiều người không muốn mua xe điện nhất là thiếu hạ tầng trạm sạc (18%), phạm vi hoạt động giới hạn (17%), và thời gian sạc lâu (17%).
Ngay cả với công nghệ sạc nhanh nhất, việc nạp đầy năng lượng cho một chiếc xe điện vẫn mất hàng chục phút, so với chỉ vài phút để bơm đầy một bình xăng.
Với EREV, việc nạp thêm năng lượng cho hành trình dài chỉ ngang với một chiếc xe xăng thông thường.
Hiệu suất tối ưu của động cơ
Một điểm đáng chú ý về mặt kỹ thuật là động cơ xăng trên EREV hoạt động hiệu quả hơn nhiều so với trên xe truyền thống. Vì không phải trực tiếp kéo bánh xe, không phải thay đổi vòng tua liên tục theo tốc độ xe hay chịu tải nặng khi lên dốc, động cơ chỉ cần chạy ở một mức cố định và tối ưu nhất để phát điện, giúp tối đa hóa hiệu suất nhiên liệu và giảm thiểu hao mòn.
Sự phù hợp của EREV với bối cảnh Việt Nam
Tại Việt Nam, mô hình xe điện tăng tầm EREV nếu được phổ biến sẽ tỏ ra khá phù hợp và hữu dụng.
Hạ tầng trạm sạc công cộng dù đang được phát triển mạnh nhưng vẫn chưa thể đạt được độ phủ sóng toàn diện như mạng lưới trạm xăng dầu đã tồn tại hàng thập kỷ.
Theo báo cáo thường niên 2024, Petrolimex sở hữu hệ thống hơn 4,300 cửa hàng xăng dầu trên cả nước, và PVOil cũng có hơn 2,600 cửa hàng. Mạng lưới dày đặc này chính là "trạm sạc" gián tiếp lý tưởng cho các xe EREV.
Người dùng Việt Nam có thể tận hưởng cảm giác lái hiện đại, tiết kiệm của xe điện trong những chuyến đi làm hàng ngày, đồng thời yên tâm khi thực hiện các chuyến đi xuyên Việt hay về quê ở vùng sâu vùng xa, nơi trạm sạc điện có thể chưa phủ sóng tới nhưng đã có cây xăng.
Thách thức và định kiến: Xe điện tăng tầm không phải vạn năng
EREV không phải là một giải pháp hoàn hảo không tì vết do vẫn mang trong mình những hạn chế cố hữu của một công nghệ "lai", và đang đối mặt với những thách thức mới từ quy định pháp lý.
Thứ nhất, vấn đề khí thải và định kiến "không xanh": Dù sạch hơn xe xăng, nhưng sự hiện diện của ống xả khiến EREV không thể đạt được mục tiêu zero emission (không phát thải) lý tưởng mà nhiều chính phủ đang theo đuổi. Các quy định khí thải ngày càng khắt khe đang bắt đầu nhắm vào dòng xe này.
Ví dụ, tiêu chuẩn Euro 6e-bis sắp tới của châu Âu dự kiến sẽ thay đổi cách tính toán mức phát thải của các xe lai sạc điện. Thay vì chỉ tính trên quãng đường ngắn 800 km như trước đây, quy trình thử nghiệm mới sẽ tăng lên 2,200km để phản ánh thực tế rằng người dùng thường chạy bằng động cơ xăng nhiều hơn là pin điện. Điều này sẽ làm tăng chỉ số CO2 chính thức của xe, dẫn đến việc giảm các ưu đãi thuế quan và tăng chi phí sở hữu.
Thứ hai, sự phức tạp và trọng lượng: EREV phải cõng trên mình cả hai hệ thống: bộ pin và mô-tơ điện, cộng với động cơ xăng, thùng nhiên liệu và máy phát điện. Trọng lượng xe cao hơn đáng kể so với xe thuần xăng hay xe thuần điện, ảnh hưởng đến hiệu suất tiêu thụ năng lượng tổng thể.
Cấu tạo phức tạp hơn với nhiều bộ phận chuyển động cũng đồng nghĩa với việc quy trình bảo dưỡng có thể rắc rối hơn so với một chiếc xe thuần điện vốn có rất ít chi tiết cơ khí.
Cây cầu nối đến tương lai
Nhìn nhận một cách khách quan, EREV không phải là đích đến cuối cùng của công nghệ ô tô. Xe thuần điện (BEV) hoặc các công nghệ không phát thải khác như pin nhiên liệu (Fuel Cell) vẫn là tương lai dài hạn. Nhưng EREV là một nước cờ thực dụng cho giai đoạn quá độ hiện nay.
Thế giới không thể chuyển đổi sang xe điện chỉ sau một đêm. Có một khoảng cách lớn giữa công nghệ pin hiện tại, hạ tầng sạc chưa hoàn thiện và thói quen di chuyển đã ăn sâu hàng thế kỷ. EREV chính là cây cầu nối liền khoảng cách đó.
Thay vì ép buộc người dùng phải thực hiện một bước đại nhảy vọt, EREV tạo ra một lối đi vững chắc. Nó không hoàn hảo, nhưng nó giải quyết được vấn đề cấp bách nhất của hiện tại: làm sao để điện hóa giao thông và giảm phát thải ngay lập tức mà không yêu cầu một sự thay đổi hạ tầng và thói quen quá đột ngột. Trong bối cảnh đó, việc "lắp thêm động cơ xăng vào xe điện" không phải là sự thụt lùi của công nghệ, mà là sự thích ứng thông minh của con người để phát triển trong một thế giới đang chuyển mình.
Đức Quyền
