 |
| Xe điện mở rộng phạm vi (EREV) được coi là một xu hướng đáng lưu tâm trong tương lai gần |
Range extender (gọi tắt là REX) là một dạng đơn giản hơn của hệ truyền động plug-in hybrid để sử dụng các mẫu xe điện mở rộng phạm vi (EREV, hoặc REEV). Khác với hybrid thông thường, động cơ đốt trong trong hệ thống REX không truyền động trực tiếp đến bánh xe, mà chỉ vận hành một máy phát điện để cung cấp điện cho pin khi cần thiết. Trong điều kiện bình thường, xe hoạt động hoàn toàn bằng năng lượng từ pin, và động cơ chỉ khởi động khi pin gần cạn.
Gian đoạn thử nghiệm ban đầu
Khái niệm range extender từng gây chú ý vào đầu thập niên 2010 với các mẫu xe tiên phong như Fisker Karma, Chevrolet Volt và BMW i3 REX. Những mẫu xe này mang lại trải nghiệm lái thuần điện êm ái nhưng vẫn có một động cơ xăng nhỏ sẵn sàng sạc lại pin cho các hành trình dài. Tuy nhiên, công nghệ này dần bị lu mờ vào cuối thập niên 2010 do pin ngày càng có mật độ năng lượng cao hơn, chi phí sản xuất thấp hơn và xe điện thuần (BEV) phát triển mạnh. Người dùng khi đó cũng nhận thấy cảm giác vận hành hơi “lạ” khi động cơ bật lên, khiến nhiều hãng xe chuyển hướng sang phát triển xe điện thuần túy.
Sự trở lại của REX
 |
| Hình ảnh BYD Yangwang U8 |
Sau một thời gian chìm lắng, xe điện mở rộng phạm vi đang trở lại mạnh mẽ, đặc biệt là tại Trung Quốc, nơi phân khúc này ghi nhận tăng trưởng bùng nổ trong vài năm gần đây. Các hãng xe lớn như BYD với dòng DM-i và DM-p, Li Auto với các mẫu SUV L7, L8, L9, và mẫu off-road Yangwang U8 đều áp dụng hệ thống mở rộng phạm vi thế hệ mới. Công nghệ REX hiện nay kết hợp với phần mềm điều khiển thông minh, giúp tối ưu hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu và vận hành mượt mà hơn.
Nhiều thương hiệu khác cũng nhanh chóng tham gia cuộc đua này, ví dụ Voyah, AITO (liên doanh Huawei–Seres), hay Stelato (BAIC–Huawei) đều ra mắt các mẫu xe EREV mới. SAIC giới thiệu mẫu IM LS6 có phạm vi hoạt động kết hợp hơn 1.400 km, sử dụng động cơ tăng áp 1.5L làm máy phát điện. Mazda cũng quay lại với dòng MX-30 R-EV và EZ-60 (phiên bản dành cho Trung Quốc), sử dụng động cơ piston hoặc xoay nhỏ chỉ để sạc pin, không truyền động trực tiếp.
Xu hướng mới của lĩnh vực xe điện
Ngoài Châu Á, xu hướng này cũng đang lan rộng ở nhiều khu vực khác trên thế giới. Tại Mỹ, Ram và Scout Motors (thuộc tập đoàn Volkswagen) đang chuẩn bị ra mắt các mẫu bán tải hạng nặng sử dụng hệ thống REX, nhằm mang lại khả năng kéo và tầm hoạt động lớn mà vẫn giảm kích thước bộ pin. Ford cũng đang phát triển mẫu Bronco New Energy tại Trung Quốc, kết hợp pin dung lượng lớn với máy phát xăng, cho tổng quãng đường di chuyển trên 1.200 km.
Tại Châu Âu, các nhà cung cấp như ZF và Horse Powertrain đang nghiên cứu những mô-đun REX “plug-and-play” có thể tích hợp dễ dàng lên nền tảng xe điện hiện có. Hệ thống ZF eRE và eRE+, dự kiến sản xuất hàng loạt vào năm 2026, tương thích với cả kiến trúc 400V và 800V. Trong khi đó, động cơ Horse C15 dung tích 1.5L có kích thước chỉ tương đương chiếc vali, công suất khoảng 94 mã lực, tích hợp đầy đủ hệ thống làm mát, biến tần và ống xả, rất phù hợp với các mẫu xe điện cỡ nhỏ và trung.
Cách thức hoạt động của REX
 |
| Hình ảnh thể hiện phương thức hoạt động của REX một cách đơn giản |
Hệ thống REX cho phép nhà sản xuất sử dụng pin nhỏ hơn, nhẹ hơn và rẻ hơn mà vẫn đảm bảo loại bỏ nỗi lo “hết điện giữa đường”. So với PHEV truyền thống, cấu hình này gọn nhẹ và hiệu quả hơn, vì động cơ chỉ chạy tại vòng tua tối ưu, không phải thay đổi liên tục theo chân ga.
Khi vận hành, mô-tơ điện đảm nhiệm toàn bộ việc truyền động. Khi pin gần cạn, động cơ REX khởi động để phát điện, sạc lại pin hoặc cung cấp năng lượng trực tiếp cho mô-tơ điện. Pin đóng vai trò như bộ đệm năng lượng, lưu trữ điện từ quá trình phanh tái sinh hoặc điện dư từ máy phát. Ngay cả khi phạm vi điện thuần đã hết, xe vẫn có thể tăng tốc nhờ năng lượng kết hợp từ máy phát và pin.
Tuy nhiên, khi lái xe trong điều kiện tải cao và pin lại bị cạn hoàn toàn, xe sẽ chỉ còn công suất của máy phát nhỏ, dẫn đến giảm hiệu suất tổng thể. Do đó, các động cơ REX thường được thiết kế để đáp ứng nhu cầu công suất trung bình thay vì công suất cực đại.
Ưu điểm và thách thức
Ưu điểm của hệ thống mở rộng phạm vi nằm ở sự cân bằng giữa hiệu quả, tính thực dụng và chi phí. Những lợi ích chính gồm:
- Giảm dung lượng pin cần thiết, giúp xe nhẹ hơn và rẻ hơn.
- Loại bỏ lo lắng về phạm vi di chuyển, đặc biệt ở các khu vực hạ tầng sạc chưa phát triển.
- Hiệu suất nhiên liệu cao hơn, vì động cơ hoạt động ở dải vòng tua cố định tối ưu.
- Dễ tích hợp, có thể áp dụng cho nhiều nền tảng xe điện sẵn có.
Tuy vậy, hệ thống này cũng có các nhược điểm như việc bổ sung thêm động cơ, bình nhiên liệu và máy phát khiến xe nặng hơn, cấu trúc phức tạp hơn, và hiệu quả vận hành ở chế độ điện thuần chịu suy giảm. Vấn đề bảo dưỡng, chi phí và khí thải vẫn cần được kiểm soát, nhất là khi các tiêu chuẩn như Euro 7 sắp có hiệu lực. Ngoài ra, với sự tiến bộ của công nghệ pin thể rắn và sạc siêu nhanh, lợi thế của REX có thể sẽ bị thu hẹp trong tương lai.
Cầu nối chuyển tiếp sang kỷ nguyên điện hóa
 |
| Hình ảnh Mazda MX-30 e-Skyactiv R-EV |
Cân đo giữa ưu điểm và nhược điểm, nhiều chuyên gia vẫn xem công nghệ range extender là bước trung gian hợp lý trên hành trình điện hóa. Trong bối cảnh giá pin còn cao và trạm sạc chưa đồng đều ở nhiều nơi, xe điện mở rộng phạm vi mang lại sự kết hợp giữa trải nghiệm lái điện và sự an tâm khi di chuyển xa.
Các nhà cung ứng như ZF kỳ vọng trong tương lai, hệ thống REX có thể được gắn thêm cho xe điện đang lưu hành, giúp kéo dài vòng đời và nâng cao tính linh hoạt. Thành công tại Trung Quốc cũng cho thấy kiến trúc truyền động này sẽ đóng vai trò quan trọng trong chiến lược điện hóa toàn cầu giai đoạn cuối thập niên 2020.
Khi ngành ô tô tiếp tục tìm kiếm giải pháp cân bằng giữa tính bền vững, chi phí và nhu cầu sử dụng thực tế, công nghệ range extender đang chứng minh rằng câu trả lời có thể nằm ở giữa hai thái cực. Bằng cách kết hợp hiệu quả của mô-tơ điện với sự linh hoạt của máy phát nhỏ gọn, thế hệ xe điện mở rộng phạm vi mới hứa hẹn mang lại trải nghiệm di chuyển xa hơn, tiện lợi hơn, mà không cần lo lắng về việc “sạc ở đâu”.
Duy Thành
Copy link
