Xe và Công nghệ Động lực cho xe chạy hydro

Xe chạy pin nhiên liệu hydro đã được phát triển hàng thập kỷ qua song chỉ đến nay công nghệ này mới chuẩn bị được đưa vào sản xuất.

Golf Hymotion có tầm hoạt động 482km và nạp nhiên liệu trong 3 phút

Triển lãm Los Angeles (LA) năm nay sẽ được nhớ đến như một dịp để những chiếc xe chạy pin nhiên liệu hydro “vùng lên”. Trong nhiều thập kỷ qua, các nhà sản xuất vẫn luôn hứa hẹn sản xuất những mẫu xe tinh tế, dễ điều khiển, không phát thải này nhưng dường như luôn có trở ngại ngăn chúng tiến ra thị trường. Tại triển lãm thường niên vào dịp cuối năm tại LA năm nay, chúng đã chính thức được ra mắt.

Nguyên nhân ư? Đó là bởi người Hàn Quốc – vốn đã đạt đến giai đoạn chuẩn bị đưa xe pin nhiên liệu hydro của họ vào sản xuất vài năm trước – và luôn lớn tiếng bảy tỏ sự thích thú của mình với công nghệ này – năm nay cùng với Honda và Toyota (Toyota sử dụng chung công nghệ pin nhiên liệu với BMW) giới thiệu tại triển lãm các xe chạy hydro. Tiếp đó là Volkswagen và Audi, những nhà sản xuất cũng nhận ra rằng tốt hơn nên tham gia cuộc đua này, ít nhất để không cho đối thủ của họ tận dụng cơ hội.

“Các mẫu xe đã sẵn sàng. Công nghệ sẵn sàng. Chúng tôi nay đang tìm kiếm thị trường”.
Honda giới thiệu FCV, một mẫu xe chạy pin nhiên liệu hoàn toàn mới dự kiến hiện diện trên thị trường vào năm tới. Toyota cho phép khách tham quan lái thử chiếc Mirai chạy hydro của họ đồng thời tiết lộ chi phí mua xe chưa tới 1,3 tỷ VND tại Mỹ. VW giới thiệu chiếc Passat Hymotion 1 động cơ và mẫu wagon Golf Hymotion, còn Audi giới thiệu chiếc A7 h-tron quattro 2 động cơ. Cả hai nhà sản xuất này đều sử dụng pin nhiên liệu tiên tiến nhiệt độ thấp. Các xe này chỉ thải ra oxy và hơi nước.

Cả 5 mẫu xe trên là những đối thủ đáng gờm, song chúng dường như đều hướng tới một điểm phát triển. Giám đốc kỹ thuật của Audi, ông Ulrich Hackenberg, đại diện cho hãng giải thích trong buổi đón tiếp trước thềm triển lãm: “Những chiếc xe này đã sẵn sàng. Công nghệ đã sẵn sàng. Chúng tôi nay đang tìm kiếm thị trường nhưng chưa biết nhu cầu thế nào? LA là địa điểm tốt để tìm hiểu, bởi khách hàng ở California rất cởi mở với công nghệ mới. Tuy nhiên, những gì chúng ta cần hiện nay là cơ sở hạ tầng”.

Tiếp theo các phiên bản Golf chạy xăng, diesel, khí tự nhiên, hybrid xăng-điện và chạy điện thuần túy, chiếc Hymotion mới báo trước hệ thống động lực thứ sáu cho dòng xe bán chạy nhất ở châu Âu này. Ắc quy pin nhiên liệu được sử dụng cho 3 nguyên mẫu của tập đoàn Volkswagen đều do họ tự phát triển.

A7 h-tron sử dụng động cơ điện 114 mã lực ở mỗi trục
Chiếc Golf sử dụng mô-tơ điện 134 mã lực giống như mẫu xe điện e-Golf, tuy nhiên nó sử dụng thêm điện năng của gói pin lithium-ion, đóng vai trò cung cấp thêm năng lượng trong các giai đoạn khởi động, và thu hồi năng lượng khi phanh.

Hydro sử dụng để chạy Golf chứa trong thùng làm bằng sợi carbon nằm dưới sàn xe. Các kỹ sư VW cho biết xe có tầm hoạt động khoảng 482km và thời gian nạp hydro 3 phút. Xe của Toyota và Honda cũng có các thông số kỹ thuật tương tự. VW vẫn chưa cho biết trọng lượng xe nhưng thông báo chiếc xe đang phát triển nặng hơn khoảng 200kg so với xe đưa vào sản xuất. Song ngay cả với trọng lượng như vậy, chiếc Volkswagen vẫn tăng tốc từ 0-100 km/h trong 10 giây và có thể chạy với tốc độ trên đường cao tốc.

Trong khi đó, Audi cho biết họ muốn trong tương lai sẽ sản xuất chiếc A7 h-tron dẫn động 4 bánh mới được giới thiệu tại LA. Trông gần giống như mẫu A7 tiêu chuẩn, xe sử dụng pin nhiên liệu Màng trao đổi proton ở nhiệt độ thấp (LT PEM) và thùng chứa hydro làm bằng sợi carbon tương tự như Golf Hymotion. Động lực phát ra từ 2 động cơ điện 114 mã lực – mỗi động cơ bố trí trên một trục, tạo ra hệ thống truyền động 4 bánh (quattro) – và mỗi động cơ có mô-men xoắn 271 Nm.

Với mô-men xoắn lớn và khả năng bám đường tốt nhờ kết cấu dẫn động 4 bánh
A7 cũng có thể nạp điện và vận hành trong khoảng 48km chỉ bằng điện năng của pin. Xe sử dụng pin li-ion gắn trên sàn cốp xe và phải mất 2 giờ để nạp điện từ ổ cắm thông thường 240V.

Với mô-men xoắn lớn và khả năng bám đường tốt nhờ kết cấu dẫn động 4 bánh, A7 h-tron nặng 1.950kg dự kiến sẽ có khả năng vận hành ấn tượng. Xe tăng tốc từ 0-100 km/h mất 7,9 giây và đạt tốc độ tối đa đáng nể 180km/h. Vấn đề lớn hiện nay là liệu có đủ lượng khách hàng nhận thấy sức hút từ mẫu xe này để tạo ra nhu cầu sản xuất xe? Ngay cả những quan chức cao cấp của VW – hay Honda, Toyota – cũng chưa có lời giải cho vấn đề này.

Xe hydro-điện vận hành như thế nào?
Theo một kỹ sư Audi, “điều bạn thấy” khi ngồi vào ghế chạy thử A7 h-tron “là nó không khác nhiều so với những chiếc xe khác”. Thông thường, điều này không có gì đặc biệt nhưng với xe chạy pin nhiên liệu, chi tiết này thật ấn tượng. Điều các nhà sản xuất xe pin nhiên liệu mong muốn là xe của họ hoàn toàn phù hợp với người sử dụng, không cần thêm điều kiện đặc biệt.

Cảm nhận khi lái thử ở Los Angeles của phóng viên Autocar cũng như vậy. Ngoài tiếng vù vù nhẹ của máy nén khí làm mát pin nhiên liệu, xe lướt nhẹ. Bẻ lái, tăng tốc và phanh trên xe thật nhẹ nhàng nhưng không có đổi số. Hệ thống truyền lực vận hành rất êm, nên có thể nghe thấy tiếng ồn từ lốp nhiều hơn chút ít so với thường thấy, tuy nhiên đây là chiếc xe hoàn toàn tiện dụng, tạo cảm giác êm và tinh tế xứng đáng với giá trị và đặc tính chiếc xe. Khi được sản xuất, chiếc xe cũng sẽ vận hành tốt như vậy.