Vào sáng ngày 29 tháng 5, diễn đàn quốc tế thứ năm về hệ thống động lực ô tô, do công ty liên doanh Geely-Renault Hao Si Dong Li tổ chức, đã chính thức khai mạc với chủ đề “Công nghệ hybrid và lái điện”. Các đại diện đến từ các trường đại học, bộ phận R&D của các công ty ô tô, các nhà cung cấp linh kiện chính và các doanh nghiệp công nghệ đã hội tụ tại đây để thảo luận về phát triển công nghệ hybrid và điện dưới góc nhìn toàn cầu.
Ô tô Trung Quốc vươn ra toàn cầu, công nghệ hybrid là lợi thế
Nhờ vào các đổi mới mạnh mẽ về điện hóa và trí tuệ nhân tạo, ô tô Trung Quốc đang tiến ra thị trường quốc tế với một sức mạnh chưa từng có. Hiện nay, ngành công nghiệp ô tô Trung Quốc đang phát triển nhanh chóng, sở hữu thị trường ô tô du lịch lớn nhất thế giới, thị trường xe năng lượng mới lớn nhất, cùng với đó là khối lượng xuất khẩu lớn nhất. Ô tô Trung Quốc đang mở rộng và làm sâu sắc thêm sự phủ sóng trên thị trường toàn cầu với sức mạnh sản phẩm ngày càng nổi bật, đồng thời tái định hình cấu trúc ngành công nghiệp ô tô toàn cầu. Điều này cũng là giai đoạn tất yếu trong quá trình toàn cầu hóa của ngành công nghiệp ô tô Trung Quốc, từ một cường quốc ô tô đến một quốc gia mạnh về ô tô.
Tại diễn đàn, Giám đốc Viện nghiên cứu và phát triển đổi mới SAIC, Xu Zheng, cho biết, số liệu cho thấy, vào năm ngoái, thị phần của ô tô thương hiệu Trung Quốc trên thị trường toàn cầu đạt 22%, đứng thứ hai chỉ sau các thương hiệu Nhật Bản. Trong năm ngoái, khối lượng xuất khẩu ô tô Trung Quốc tăng 21.4% so với năm trước, trong đó xuất khẩu xe năng lượng mới chiếm gần 40%, các mẫu xe hybrid cũng trở thành điểm tăng trưởng mới trong làn sóng xuất khẩu ra nước ngoài.
“Dựa trên dữ liệu khảo sát từ một số nước châu Âu năm ngoái, có thể thấy rõ rằng thị trường châu Âu đang có nhu cầu đa dạng hóa về hệ thống động lực. Công nghệ đa dạng của Trung Quốc cũng đang hỗ trợ ngành công nghiệp ô tô đạt được hiệu quả giảm carbon cao hơn. Qua thời gian tích lũy, Trung Quốc đã hình thành các giải pháp hybrid chủ yếu dựa vào điện, với hệ thống xe plugin hybrid và gia tăng năng lượng, và thông qua điều hòa nhiệt độ và tiêu thụ năng lượng thấp để mang lại trải nghiệm tốt cho người dùng, kết hợp với nhu cầu thị trường quốc tế để thực hiện một số điều chỉnh thích ứng, sẽ tăng cường lợi thế công nghệ đa dạng của thương hiệu Trung Quốc. Ngay cả khi xem xét các rào cản thương mại phức tạp, khả năng cạnh tranh về chi phí và sức mạnh sản phẩm của xe năng lượng mới Trung Quốc trên thị trường nước ngoài, bao gồm cả châu Âu, cũng rất rõ nét,” Xu Zheng cho hay. “Trong bối cảnh lớn này, SAIC cũng triển khai chiến lược Glocal toàn cầu + địa phương tại Triển lãm ô tô Thượng Hải năm nay. Thật ra, SAIC đã sớm thiết lập một hệ sinh thái toàn cầu cho toàn bộ chuỗi công nghiệp, hiện đã bao trùm các thị trường ở châu Âu, Đông Nam Á, Mỹ, Úc và Trung Đông. Đồng thời, chúng tôi cũng đang xây dựng thương hiệu ô tô toàn cầu MG, hiện đã gia nhập thị trường thương hiệu chính thức ở hơn 20 quốc gia ngoài nước.”
Đổi mới đa dạng, phát huy trí tuệ tập thể của toàn ngành
Đổi mới công nghệ không thể tách rời sự hợp tác chặt chẽ giữa các tổ chức nghiên cứu, ngành công nghiệp và chính quyền. Giáo sư Xie Ying từ Đại học Giao thông Bắc Kinh cho biết: “Phát triển xe năng lượng mới là con đường tất yếu để Trung Quốc trở thành cường quốc ô tô, chính phủ cũng đã đưa ra các yêu cầu sản phẩm để đột phá các công nghệ quan trọng như động cơ điện hiệu suất cao, mật độ cao. Tuy nhiên, các yếu tố như tổ dây tiêu hao thấp, cấu trúc làm mát hiệu quả, giảm chấn và giảm tiếng ồn, và ứng dụng vật liệu chủ yếu đều là những yếu tố quan trọng cho hiệu suất chính của động cơ. Nhóm nghiên cứu của Đại học Giao thông Bắc Kinh đã có một số nghiên cứu thành công trong lĩnh vực này, chúng tôi đã nghiên cứu về thiết kế động cơ hiệu suất cao, trong khi cũng quan tâm đến công nghệ thiết kế làm mát dầu cho động cơ, cũng như nghiên cứu và ứng dụng các vật liệu mới, và công nghệ và phương pháp giảm chấn tiếng ồn. Mục tiêu của chúng tôi là phát triển động cơ điện hiệu suất cao, nghĩa là hiệu suất cao và mật độ cao, đồng thời vượt qua các điểm nghẽn công nghệ hiện tại.”
Khi bàn về cách dữ liệu lớn và trí tuệ nhân tạo (AI) có thể nâng cao sự phát triển của công nghệ hybrid, Trợ lý Giáo sư Zhao Junwei từ Đại học Hàng không Vũ trụ Bắc Kinh cho rằng, xe hybrid có thể thu thập thông tin về lưu lượng giao thông trong tương lai trong suốt quá trình di chuyển, có thể cảm nhận phong cách lái xe của người lái và trạng thái của phương tiện tương ứng. Dữ liệu lớn có những đặc điểm khổng lồ và nguồn gốc đa dạng, từ quy trình khai thác dữ liệu có thể phát hiện ra các quy luật ánh xạ và các đặc điểm liên quan. Đối với AI, nó là một thực thể thông minh có chức năng học hỏi và suy diễn, đóng vai trò quan trọng trong việc nhận thức, quyết định và điều khiển ô tô. AI sẽ tối ưu hóa hơn nữa hiệu suất của xe hybrid, trong bối cảnh đã xem xét các đặc điểm vật lý, các ranh giới ràng buộc và hiểu biết về hành vi, nhằm đạt được tính tối ưu trong hành động thực tế của xe hybrid và khả năng thích ứng trong các tình huống và điều kiện khác nhau.
Giám đốc quản lý sản phẩm tại bộ phận động cơ điện của United Electronics, Xi Haobing cho biết, United Electronics đã có sự bố trí công nghệ sản phẩm cho cả BEV và REV dẫn động phía sau, và cả REV dẫn động phía trước, các bộ phận liên quan có thể đáp ứng nhu cầu sản xuất cầu điện ba trong một của các nhà sản xuất chính. Ngoài ra, công ty cũng có sản phẩm cho máy phát điện, động cơ điện, súng sạc và bộ biến tần.
“Để phát triển các linh kiện cho PHEV, đầu tiên chúng tôi phát triển đơn vị điều khiển tăng cường thông minh cho các mẫu xe tăng cường dẫn động hai cầu. Các mẫu tăng cường truyền thống chỉ gồm một máy phát điện và một bộ điều khiển máy phát điện, nhưng chúng tôi đã tích hợp bộ điều khiển máy phát điện, bộ điều khiển động cơ và bộ điều khiển xe vào một bảng mạch PC, tạo ra một đơn vị điều khiển thông minh đa năng. Do đó, kích thước của toàn bộ trục rất nhỏ, và sau khi trưng bày tại Triển lãm ô tô Thượng Hải, đã nhận được sự yêu thích từ nhiều khách hàng. Thứ hai, chúng tôi đã khai trương máy biến đôi cho ứng dụng điện phân phối, có thể hỗ trợ cả hai tình huống ứng dụng hybrid và điện phân phối.” Xi Haobing nói.
Giám đốc phát triển công nghệ tại Zhuhai Huayue Transmission, Li Xiaoke cho biết, ưu thế cốt lõi của Zhuhai Huayue trong phát triển bộ ly hợp điện từ cho pin là tối ưu hóa đã giúp nâng cao nhu cầu toàn bộ hộp số. Về hiệu suất truyền tải, không gian cần thiết của bộ ly hợp điện từ cho pin rất nhỏ, vì vậy nó có thể được bố trí rất tinh tế trong hộp số, và cũng có thể cung cấp nhiều khả năng cho cấu trúc tổng thể của hộp số để tích hợp các mô-đun chức năng khác. Trong tương lai, Zhuhai Huayue sẽ tiến hành nghiên cứu phát triển cho bộ ly hợp điện từ hai trạng thái một cuộn.
Về việc áp dụng động cơ vô định hình trong xe năng lượng mới, Phó Giám đốc Phú Lâm Kim Cảng Điện tử, Yang Lin cho biết, động cơ vô định hình thuộc loại vật liệu mềm từ có thể giảm xuống 8 watt/kg, mức giảm này có khả năng giảm mạnh tiêu thụ năng lượng cho xe điện. Nó có những ưu điểm như hiệu suất động cơ cao hơn và kích thước động cơ nhỏ hơn. Yang Lin thừa nhận rằng, chi phí của động cơ vô định hình hiện vẫn còn cao, từ sự tích hợp trong toàn bộ chuỗi công nghiệp đến việc bắt đầu sản xuất hàng loạt cần có thời gian điều chỉnh, cần có sự tối ưu hóa quy trình sản xuất toàn bộ của động cơ, hiệu quả của việc tối ưu hóa này và các yêu cầu đặt ra từ các doanh nghiệp ứng dụng là rất lớn.
Về căn cứ định nghĩa và tối ưu hóa động cơ điện, Xu Zhe, quản lý thử nghiệm và phần mềm của Xingqu Technology, cho rằng cần nhìn nhận định nghĩa động cơ từ góc độ khoa học hệ thống, chẳng hạn như áp dụng khoa học dữ liệu vào việc thử nghiệm định nghĩa động cơ điện, Xingqu Technology đã đạt được một số thành công.
Chuyên gia động cơ của BorgWarner, Huo Congchong cho biết, bằng cách tối ưu hóa động cơ, nó có thể thực hiện tối ưu hóa hiệu quả trong một khoảng không gian hẹp, nâng cao hiệu suất nhiệt của động cơ. Thông qua sự tích hợp sâu, có thể thực hiện tối ưu hóa sâu cho động cơ, máy phát điện và động cơ, như có thể loại bỏ cảm biến tốc độ động cơ hoặc cảm biến vị trí và thực hiện tối ưu hóa sâu cho động cơ, v.v. Các sản phẩm được thiết kế bởi BorgWarner có thể đạt được chiều dài trục chặt chẽ hơn, mật độ công suất cao hơn, và hiệu suất NVH tốt hơn. Ngoài ra, bộ biến tần cũng đã được tích hợp sâu vào bên trong không gian của stato, giúp bố trí trở nên chặt chẽ hơn và giảm chi phí.
Trưởng phòng truyền động bộ phận ô tô Đông An, Chai Zhaopeng, cho biết, việc chuyển đổi nhiều cấp độ động lực là xu hướng phát triển của hộp số. Nó phù hợp với nhu cầu hiệu suất về động lực, khả năng lái, sự thoải mái trong việc chuyển số cho ô tô hiệu suất cao và khả năng hoạt động trong các tình huống phức tạp. Hộp số nhiều cấp có thể kết hợp nhiều cấp động cơ và động cơ, có thể nâng cao hiệu quả kinh tế và tính năng động lực của động cơ, trong khi nâng cao khả năng động lực và yêu cầu mô-men của động cơ, hạ thấp chi phí và tiêu hao nhiên liệu. Vì vậy, hộp số nhiều cấp đã tạo ra giải pháp tự do cho ô tô hiệu suất cao trong thời điểm hiện tại.
Khi bàn về những điểm khó khăn trong quá trình phát triển công nghệ, Phó Giám đốc FEV, Cheng Jialin, cho biết hiện tại đối với hệ thống điện hybrid và động cơ, phần lớn trong quá trình phát triển, cấu trúc động cơ và hệ thống điện hybrid đã được phát triển riêng biệt từ giai đoạn đầu, điều này tạo ra rủi ro. Nếu trong giai đoạn sau phát hiện ra vấn đề, thì đã quá muộn, đây là điểm khó khăn mà chúng tôi gặp phải trong quá trình phát triển. Thêm vào đó, hiện tại chúng tôi đang đối mặt với thách thức lớn, đó là thời gian phát triển ngày càng rút ngắn, trong khi quá trình phát triển của xe mẫu cũng bị hạn chế do có quá nhiều dự án từ các nhà sản xuất ô tô, điều này dẫn đến nhiều công việc trong quá trình phát triển phải đẩy lùi, không thể tránh khỏi việc kéo dài thời gian phát triển của chúng tôi. Ví dụ như việc thử nghiệm khí thải, định nghĩa OBD, bao gồm cả việc xác minh phần mềm và tính an toàn đều phải lùi lại rất nhiều, đây là điểm khó khăn mà chúng tôi gặp phải trong quá trình phát triển.
Cần căn cứ vào tình hình thực tế để công nghệ hybrid đa dạng của Trung Quốc hưởng lợi cho toàn cầu
Xu Zheng cho rằng, nhằm phát triển toàn cầu, sản phẩm của chúng tôi cũng sẽ phải đối mặt với nhiều nhu cầu và thách thức, một mặt là các yêu cầu về khí thải ô nhiễm, phát thải CO2, tiêu thụ nhiên liệu và quy định về pin tại các quốc gia ngày càng được nâng cấp, mặt khác là sự đa dạng hóa về môi trường và nhu cầu lái xe khác nhau ở các khu vực và quốc gia, cũng như các rào cản thương mại phức tạp giữa các quốc gia. SAIC thông qua việc phát triển các loại xe đa dạng với hệ thống động lực hiệu quả, trải rộng trên bốn hình thức bao gồm động cơ nội địa, HEV, PHEV, và BEV, nhằm đáp ứng nhu cầu toàn cầu và kế hoạch của chính mình. Trong ba năm tới, SAIC sẽ tiếp tục phát triển 17 mẫu xe hoàn toàn mới cho thị trường nước ngoài, đặc biệt bao gồm các mẫu xe hệ thống hybrid bao phủ các thị trường phân khúc chính trên thế giới, trong khi các công nghệ đột phá như pin rắn cũng sẽ được hiện thực hóa và áp dụng.
“Về hệ thống động lực năng lượng mới, trên tuyến đường công nghệ, SAIC đã có sự chuẩn bị lâu dài trong BEV, PHEV, HEV và tăng cường, đồng thời bên cạnh động lực điện và động cơ chạy bằng nhiên liệu, SAIC cũng đang tích cực phát triển các nguồn năng lượng mới như năng lượng hydro. Đầu tiên là sự khác biệt giữa các điều kiện cảnh quan Trung Quốc và quốc tế, chúng tôi cần thực hiện các phát triển điều chỉnh cho hệ thống động lực. Nhu cầu động lực trên thị trường ngoài nước là khác nhau, trước hết có sự khác biệt trong phong cách lái. Từ biểu đồ phản hồi hiệu suất tăng tốc của toàn bộ xe, châu Âu có xu hướng lái mạnh mẽ hơn và yêu cầu hiệu suất lái hơn so với Trung Quốc. Ngoài ra, tốc độ tối đa và tốc độ cruise cao nhất trên đường cao tốc cũng khác nhau. Xu hướng tốc độ xe hơi thông thường ở Trung Quốc thường giới hạn ở mức 120 km/h, nhưng ở nhiều quốc gia châu Âu là 130 km/h, một số khu vực như Đức và Tây Ban Nha không có giới hạn tốc độ. Bên cạnh đó, khả năng leo dốc cũng được yêu cầu cao hơn tại châu Âu và Mỹ. Từ góc độ phát triển hệ thống động lực, trước tiên chúng tôi cần phải đảm bảo sự phù hợp của hiệu suất tổng thể của xe, nghĩa là đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật VTS vừa được đề cập, từ tốc độ tối đa, khả năng leo dốc, tốc độ tăng tốc từ 0 đến 100 km/h, và phạm vi di chuyển, v.v. Cụ thể, trước tiên là cấu hình hộp số hybrid, nhằm đáp ứng những yêu cầu về động lực cao hơn của thị trường ngoài nước, rõ ràng, cấu hình nhiều cấp là rất có lợi cho việc nâng cao hiệu suất tăng tốc,” Xu Zheng cho biết.
Trong phát triển hệ thống hybrid phù hợp cho nhiều tình huống, Great Wall Motor cũng đang tìm kiếm những giải pháp tối ưu hơn. Khi nói về bối cảnh nghiên cứu phát triển công nghệ hybrid 4WD Hi4 nơi Great Wall Motor, Trưởng phòng phát triển tổng bộ Wang Long cho biết, động lực 4WD hoàn toàn điện không gặp vấn đề, nhưng khả năng bổ sung năng lượng và thích ứng với môi trường nhiệt độ thấp trong điều kiện lo ngại về khoảng cách vẫn chưa được giải quyết hoàn toàn. Thực tế là, hybrid 4WD đã kết hợp những ưu điểm của hybrid và 4WD cơ chế thông thường. “Hệ thống công nghệ Hi4 của Great Wall Motor bao gồm mọi chế độ 4WD, bao gồm nối tiếp song song, EV 4WD, động cơ dẫn động trực tiếp, song song, phân phối công suất và thu hồi năng lượng, v.v., có thể áp dụng cho tất cả các tình huống di chuyển. Chúng tôi đã xây dựng thành công hệ thống công nghệ Hi4 sáng tạo, thực hiện các tính năng hybrid 4WD phân phối và khám phá năng lượng mới không tách rời, mở rộng các tuyến đường công nghệ cho hybrid 4WD, và truyền thêm sức sống cho sự phát triển của ngành. Chúng tôi cho rằng, sự cạnh tranh trong tương lai sẽ nghiêng về các thiết kế có tình huống, bao gồm cả việc nâng cao chất lượng, tối ưu hóa chi phí, và đáp ứng nhu cầu di chuyển của khách hàng nhiều hơn. Chúng tôi tin rằng, hybrid 4WD sẽ chính thức trở thành tuyến đường của các doanh nghiệp chiếm lĩnh thị trường năng lượng mới nhờ vào hiệu suất tổng thể và lợi ích chính sách,” Wang Long cho biết.
Chuyên gia ứng dụng sản phẩm dầu nhớt của Shell, Wu Xiaojun cho biết, sự phát triển của xe năng lượng mới ở Trung Quốc đang diễn ra rất nhanh chóng. Công nghệ hybrid của Trung Quốc cũng đang đi đầu trong ngành. Đến nay, chúng tôi đã thử nghiệm sản phẩm của mình trên hơn 44 xe, vượt quá 4 triệu km, bao gồm các mẫu nhẹ hybrid, HEV, PHEV và các mẫu hybrid tăng kích cỡ, từ đó đánh giá đầy đủ các tình huống hoạt động khác nhau của công nghệ hybrid, điều này cung cấp nhiều thông tin hơn cho chúng tôi trong việc phát triển chất bôi trơn. Đồng thời, Shell, là một công ty dầu nhớt toàn cầu, đã trải qua nhiều năm phát triển cùng với các nhà sản xuất ô tô của Trung Quốc, những đổi mới công nghệ trong dầu bôi trơn hybrid cũng đang cung cấp nhiều giải pháp hơn cho sự phát triển công nghệ hybrid toàn cầu.