Một con đường đang được các nhà cung cấp Cấp 1 như Schaeffler, Yasa Motors, Continental và các nhà cung cấp khác trên toàn cầu khám phá là tích hợp các bộ phận nhẹ, hứa hẹn đáng kể cho lĩnh vực xe điện đang phát triển nhanh chóng.
Theo nhà nghiên cứu thị trường Dataforce, trong tháng 8, doanh số bán xe điện ở châu Âu đã tăng 53% lên 1,29 triệu chiếc. Trong khi đó, doanh số bán xe điện tại Mỹ đã tăng 83% lên 521.443 chiếc sau 9 tháng.
Trong khi đó, theo Trung tâm Nghiên cứu Ô tô có trụ sở tại Mỹ, ô tô điện nặng hơn khoảng 20% so với ô tô chạy bằng xăng. Trung bình, một chiếc xe điện nặng 1.622 kg (3.576 pound), nặng hơn khoảng 284 kg so với một chiếc xe chạy bằng xăng thông thường.
Bằng cách kết hợp các giải pháp mới, các nhà sản xuất ô tô có thể giảm đáng kể trọng lượng tổng thể của xe điện, góp phần cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng và mở rộng phạm vi lái xe.
Hơn nữa, các thành phần này mang lại lợi thế kép bằng cách nâng cao hiệu suất của xe đồng thời giảm lượng khí thải carbon, phù hợp với các mục tiêu bền vững rộng hơn.
Nhà phân tích Pedro Pacheco của Gartner cho biết: “Nhu cầu giảm trọng lượng của các bộ phận và tổng thể là hiển nhiên vì pin ngày nay quá nặng”. Ông cho biết quá trình giảm trọng lượng đòi hỏi các nhà sản xuất ô tô và nhà cung cấp phải “cắt bỏ từng gram và từng kg có thể”.
Để giúp nâng cao hiệu quả trong xe điện, Schaeffler đã tạo ra trục điện 4 trong 1, kết hợp động cơ điện, hộp số, điện tử công suất và quản lý nhiệt trong một hệ thống.
Giải pháp kết hợp
Matthias Zink, Giám đốc điều hành doanh nghiệp ô tô của Schaeffler, đồng ý rằng mỗi gram đều có giá trị, thừa nhận rằng pin đang làm tăng thêm đáng kể trọng lượng tổng thể của xe, có nghĩa là các bộ phận nhẹ hơn phải được xem xét ở mọi nơi khác. Ông nói: “Chúng tôi đã nghiên cứu vấn đề này với vòng bi ba hàng TriFinity dành cho phương tiện di chuyển điện tử, cho phép các giải pháp thu nhỏ kích thước và do đó, các ổ trục bánh xe có đường kính nhỏ hơn. Điều này dẫn đến trọng lượng vòng bi được tối ưu hóa vì có thiết kế ba hàng này, bạn có thể giảm trọng lượng của vòng bi khoảng 30%”.
Một ví dụ khác là trục điện 4 trong 1 của công ty, nhằm mục đích nâng cao hiệu quả thông qua sự tương tác của động cơ điện, bộ truyền động, điện tử công suất và quản lý nhiệt trong một hệ thống.
Zink cho biết: “Sau đó, chúng tôi có hệ thống vi sai nhẹ, trong đó chúng tôi có tấm kim loại trong khi những hệ thống khác sử dụng vật liệu đúc bằng sắt. Tất cả những đổi mới này được khuyến khích với mục đích cải thiện tính bền vững. Điều đó dẫn đến trọng lượng ít hơn”.
Pacheco nói có một cách khác để giảm trọng lượng là làm cho động cơ điện nhẹ hơn mà không làm giảm mật độ công suất, đó là điều mà công ty khởi nghiệp Yasa đã làm, khiến Mercedes-Benz phải mua lại công nghệ này.
Người sáng lập Yasa và Giám đốc Công nghệ Tim Woolmer thì cho rằng động cơ điện và bộ điều khiển thông lượng dọc trục của công ty mang lại hiệu quả được cải thiện nhờ kích thước và trọng lượng nhỏ hơn, nhẹ hơn 50% và độ sâu hơn 20% so với máy xuyên tâm thông thường.
Động cơ điện tử của Yasa cũng có công nghệ độc quyền giúp giảm tới 80% khối lượng sắt của stator.
Hệ thống âm thanh không loa của Continental nhẹ hơn tới 75% so với các hệ thống thông thường tương tự.
Lốp xe, nội thất
Continental đã khám phá các biện pháp giảm trọng lượng trên lốp xe, hệ thống âm thanh và tấm ốp nội thất, bao gồm cả lốp Conti GreenConcept, nặng 7,5 kg (16,5 pound), khiến nó nhẹ hơn tới 40% so với lốp tiêu chuẩn ngày nay.
Nental và Sennheiser thì đã giới thiệu hệ thống âm thanh không loa cho nội thất xe hơi tại CES 2020 ở Las Vegas. Giải pháp này sử dụng các bộ truyền động được phát triển đặc biệt để làm rung các bề mặt nhất định bên trong xe. Continental cho biết hệ thống này nhẹ hơn tới 75% so với các hệ thống thông thường tương tự.
Bên cạnh đó cũng có thể giảm đáng kể trọng lượng bằng các vật liệu nội thất xe hiện đại, bao gồm lá mỏng DecoJect chịu nhiệt và màng lót sàn có trọng lượng nhẹ hơn một nửa so với các bộ phận truyền thống.
Bộ pin nhỏ hơn
Woolmer của Yasa cho biết ông nghĩ rằng trong 10 năm tới sẽ có một nỗ lực lớn để làm cho ô tô điện nhẹ hơn khi bộ pin ngày càng nhỏ hơn và hiệu quả hơn khi cơ sở hạ tầng sạc được cải thiện.
Ông nói: “Chúng ta đang ở mức kích thước bộ pin cao nhất và chúng ta sẽ thấy kích thước bộ pin giảm dần. Ô tô sẽ trở nên hiệu quả hơn và nhẹ hơn. Bạn sẽ có cơ sở hạ tầng tốt hơn, đồng thời chi phí cũng giảm xuống, vì vậy chúng trở nên có giá cả phải chăng hơn. Chúng tôi muốn nỗ lực hết mình để tạo ra những chiếc ô tô nhẹ, hiệu quả và cuối cùng là chi phí thấp. Chúng có thể được tiếp cận với càng nhiều người càng tốt”.