EREV - Công nghệ giúp xe điện đi xa hơn mà không còn quá phụ thuộc vào trạm sạc

Xe điện từng được kỳ vọng sẽ khiến các trạm xăng dần trở thành chuyện của quá khứ. Thế nhưng, vì sao các hãng xe giờ đây lại đưa động cơ xăng trở lại trên những mẫu xe điện? Câu trả lời nằm ở một công nghệ khá đơn giản mang tên EREV (Extended-Range Electric Vehicle), tức xe điện mở rộng tầm hoạt động.

EREV đang ngày càng được chú ý vì giải quyết được một trong những nỗi lo lớn nhất của người dùng xe điện: sợ hết pin giữa đường. Trên loại xe này, động cơ xăng không trực tiếp đảm nhiệm việc truyền động, mà chủ yếu đóng vai trò như một máy phát điện. Khi mức pin xuống thấp, động cơ sẽ tạo ra điện để tiếp tục cấp năng lượng cho hệ thống.

Nhờ đó, EREV trở thành một phương án trung gian đáng chú ý trong quá trình ngành ô tô chuyển dần khỏi xe chạy xăng truyền thống. Nó vẫn mang lại trải nghiệm lái gần với xe điện, nhưng đồng thời giảm bớt áp lực về quãng đường di chuyển và hạ tầng sạc.

Cách dễ nhất để hình dung về EREV là xem nó như một chiếc xe thuần điện, nhưng được bổ sung thêm một động cơ xăng cỡ nhỏ. Nhiệm vụ của động cơ này không phải kéo xe, mà chỉ để phát điện khi cần.

Trong điều kiện bình thường, pin sẽ cung cấp năng lượng cho mô-tơ điện, còn mô-tơ điện mới là bộ phận trực tiếp làm quay bánh xe. Khi dung lượng pin xuống thấp, động cơ xăng sẽ khởi động và kéo máy phát để tạo thêm điện cho hệ thống.

Điểm quan trọng là trên một mẫu EREV đúng nghĩa, động cơ xăng không truyền lực trực tiếp tới bánh xe, chiếc xe vẫn luôn được dẫn động bằng mô-tơ điện.

EREV cũng có thể cắm sạc như một mẫu xe điện thông thường. Nhờ vậy, người dùng có thể chủ yếu chạy bằng điện trong những chuyến đi hằng ngày, còn động cơ xăng chỉ đóng vai trò dự phòng khi cần đi xa hơn.

Có thể hiểu đơn giản, EREV là một chiếc xe điện được tích hợp sẵn một "trạm phát điện dự phòng" chạy bằng xăng ngay trên xe.

Cách vận hành của EREV thực ra khá đơn giản. Do động cơ xăng không trực tiếp đảm nhiệm việc tăng tốc hay kéo bánh xe, nó không cần hoạt động theo cách của động cơ trên xe xăng truyền thống. Thay vào đó, động cơ có thể duy trì trong một dải vòng tua tương đối ổn định, nơi hiệu suất phát điện đạt mức tối ưu.

Trong quá trình vận hành, pin sẽ đảm nhiệm những thời điểm xe cần công suất lớn tức thời, chẳng hạn khi tăng tốc hoặc vượt xe. Trong khi đó, động cơ xăng kết hợp với máy phát sẽ bổ sung điện năng trong thời gian dài hơn, giúp duy trì hành trình khi lượng điện trong pin giảm xuống.

Cách bố trí này đặc biệt phù hợp với các dòng xe cỡ lớn như bán tải và SUV. Người lái vẫn có được khả năng tăng tốc nhanh, mô-men xoắn tức thời và sự êm ái đặc trưng của xe điện, nhưng đồng thời có thể tiếp tục di chuyển nhờ lượng xăng mang theo ngay cả khi phần điện tích ban đầu của pin đã gần cạn.

Đây cũng là phần dễ gây nhầm lẫn nhất. Nhìn qua, EREV và PHEV (plug-in hybrid) khá giống nhau vì đều có pin, mô-tơ điện, động cơ xăng, bình nhiên liệu và cổng sạc. Tuy nhiên, cách các bộ phận này phối hợp với nhau lại không giống nhau.

Ở PHEV thông thường, động cơ xăng có thể trực tiếp truyền lực tới bánh xe, hoạt động độc lập hoặc phối hợp cùng mô-tơ điện. Trong khi đó, EREV được xây dựng xoay quanh hệ truyền động điện. Động cơ đốt trong chủ yếu chỉ làm nhiệm vụ phát điện, còn việc kéo xe vẫn do mô-tơ điện đảm nhận.

Có thể hiểu đơn giản, PHEV về bản chất vẫn nghiêng về một chiếc xe xăng nhưng có thêm khả năng chạy điện trong một số tình huống. Ngược lại, EREV gần với xe điện hơn, chỉ khác ở chỗ nó mang theo một "máy phát điện" chạy xăng để tự bổ sung năng lượng khi cần.

Dù cách gọi EREV đôi khi chưa hoàn toàn thống nhất giữa các hãng xe hay cơ quan quản lý, điểm cốt lõi vẫn nằm ở cấu trúc truyền động: với một mẫu EREV đúng nghĩa, mô-tơ điện mới là bộ phận trực tiếp làm xe chuyển động.

Thực tế, EREV không phải là một ý tưởng mới. Trước đây, Chevrolet Volt và BMW i3 REx đều từng áp dụng những biến thể của công nghệ mở rộng tầm hoạt động này.

Tuy vậy, Chevrolet Volt chưa phải là một ví dụ hoàn hảo, bởi trong một số điều kiện nhất định, động cơ xăng của xe vẫn có thể tham gia truyền lực cơ học tới bánh xe.

Điểm đáng chú ý hiện nay nằm ở quy mô của những mẫu xe được phát triển theo hướng EREV. Các hãng ngày càng quan tâm đến công nghệ này cho xe bán tải và SUV cỡ lớn, bởi nếu muốn đạt tầm vận hành xa chỉ bằng pin, những mẫu xe như vậy sẽ cần bộ pin rất lớn, kéo theo trọng lượng và chi phí tăng mạnh.

EREV đưa ra một hướng giải quyết khác: sử dụng bộ pin nhỏ hơn, kết hợp với động cơ xăng làm máy phát điện. Cách bố trí này vẫn cho phép xe chạy bằng điện trong phần lớn nhu cầu hằng ngày, nhưng không cần mang theo một bộ pin khổng lồ chỉ để phục vụ những chuyến đi dài hiếm khi xảy ra.

Đó cũng là lý do nhiều mẫu xe sắp ra mắt như Ram 1500 REV, Jeep Grand Wagoneer, Hyundai Santa Fe EREV tương lai hay các mẫu xe mở rộng phạm vi hoạt động của Scout đang nhận được nhiều sự chú ý.

Với người mua, sức hấp dẫn của EREV khá dễ hiểu: phần lớn thời gian có thể tận hưởng cảm giác vận hành bằng điện, nhưng khi cần đi xa và việc tìm trạm sạc trở nên bất tiện, họ vẫn có thể ghé trạm xăng và tiếp tục hành trình. Nói cách khác, EREV là một cách giảm đáng kể nỗi lo về quãng đường di chuyển mà vẫn giữ được đặc tính vận hành của xe điện.

EREV không phải lời giải hoàn hảo cho mọi vấn đề. So với xe điện thuần túy, loại xe này vẫn phải mang theo động cơ xăng, bình nhiên liệu, hệ thống xả và nhiều chi tiết cơ khí khác.

Điều đó đồng nghĩa với trọng lượng lớn hơn, kết cấu phức tạp hơn, phát sinh thêm nhu cầu bảo dưỡng và vẫn có khí thải khi động cơ xăng hoạt động.

Đổi lại, EREV giải quyết khá hiệu quả một trong những bất tiện lớn nhất của xe điện hiện nay: phải tính toán kỹ việc sạc pin khi đi đường dài.

Ưu điểm này đặc biệt đáng giá với các mẫu bán tải và SUV cỡ lớn. Trong sinh hoạt hằng ngày, người dùng có thể chạy chủ yếu bằng điện và cắm sạc qua đêm tại nhà. Khi cần thực hiện một hành trình dài, động cơ xăng sẽ phát điện để xe tiếp tục di chuyển, nhờ đó người lái không phải thay đổi quá nhiều thói quen sử dụng xe.

Đây cũng là điểm quan trọng nhất để hiểu về EREV. Mục tiêu của công nghệ này không phải biến một chiếc xe xăng thành xe điện, mà ngược lại: lấy nền tảng xe điện làm chính, rồi bổ sung động cơ xăng như một nguồn năng lượng dự phòng cho những lúc cần đi xa.

EREV sẽ chỉ đóng vai trò cầu nối trong giai đoạn chuyển tiếp sang xe điện thuần túy, hay sẽ trở thành một dạng hệ truyền động tồn tại lâu dài, vẫn còn phải chờ thời gian trả lời.

Tuy nhiên, khi ngày càng nhiều hãng xe lớn rót vốn vào công nghệ này, EREV hoàn toàn có thể trở thành một trong những thuật ngữ được nhắc đến nhiều nhất của ngành ôtô trong vài năm tới.