Hệ thống hybrid tiết kiệm nhiên liệu: 'Át chủ bài' để giảm giá của BYD

Chủ tịch BYD Wang Chuanfu tuyên bố rằng ba năm tới sẽ là giai đoạn quyết định đối với ngành công nghiệp ô tô. Ngày 28/5, BYD chính thức ra mắt hệ thống DM thế hệ thứ năm, ra mắt trên mẫu xe điện Qin L và Seal 06 mới, ngay lập tức được đưa vào sản xuất hàng loạt.

Hệ thống DM thế hệ thứ năm đạt mức tiêu thụ nhiên liệu 2,9 lít trên 100 km khi hết pin và phạm vi kết hợp là 2.100 km. Qin L DM-i và Seal 06 DM-i có giá từ 99.800–139.800 Nhân dân tệ (13.770–19.290 USD). Cả hai mẫu xe đều tiêu thụ khoảng 1/3 lượng nhiên liệu so với ô tô thông thường trong khi có phạm vi di chuyển gấp ba lần.

BYD cập nhật công nghệ của mình ba năm một lần. Năm 2021, BYD ra mắt công nghệ DM thế hệ thứ tư. Một kỹ sư tiết lộ: “Vào tháng thứ ba sau khi ra mắt, chúng tôi bắt đầu lên kế hoạch cho thế hệ tiếp theo, nhằm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu xuống dưới 3 lít”.

Công nghệ DM đã thúc đẩy doanh số bán các mẫu xe plug-in hybrid của BYD tăng vọt. Công nghệ DM thế hệ thứ năm đã trải qua nhiều lần lặp lại.

Hiện tại, tốc độ tăng trưởng doanh số bán xe điện thuần túy đã chậm lại đáng kể do hiệu quả sạc còn hạn chế. Tesla, công ty dẫn đầu trong thị trường điện thuần túy, đã bắt đầu sa thải nhân viên trên toàn cầu. Các mẫu xe plug-in hybrid và phạm vi mở rộng được thiết lập để thúc đẩy tỷ lệ thâm nhập của các phương tiện sử dụng năng lượng mới. Vào năm 2023, doanh số bán các mẫu xe plug-in hybrid ở Trung Quốc đã tăng 85% so với cùng kỳ năm ngoái, vượt xa mức tăng trưởng 24,6% của các mẫu xe chạy điện thuần túy.

Sự ra mắt của hệ thống DM thế hệ thứ năm của BYD đã nâng phạm vi hoạt động của các mẫu xe plug-in hybrid trị giá 100.000 Nhân dân tệ lên hơn 2.100 km, đặt ra thách thức đáng kể đối với những chiếc xe chạy xăng do liên doanh sản xuất có giá tương tự chưa được cập nhật trong nhiều năm.

Nâng cao hiệu quả đến mức tối đa

Công nghệ DM của BYD có kiến trúc năng lượng điện chủ yếu, là nền tảng để đạt được mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn và hiệu suất nhiệt cao hơn.

Hiệu suất nhiệt cao hơn có nghĩa là cùng một lượng nhiên liệu có thể tạo ra nhiều điện hơn cho pin, trực tiếp nâng cao phạm vi hoạt động của xe. Một kỹ sư giải thích rằng, trong thời đại xe chạy bằng nhiên liệu, động cơ phải xử lý nhiều điều kiện khác nhau, gây khó khăn cho việc giới thiệu công nghệ mới. Ngược lại, BYD chọn cách đơn giản hóa tình trạng động cơ và để động cơ điện xử lý nhiều hơn. Điều kiện động cơ càng đơn giản thì sự cải thiện hiệu suất nhiệt càng rõ ràng.

Trước đây, động cơ xử lý được 100% các điều kiện còn hiện tại, động cơ của BYD chỉ xử lý được 20%. Với ít điều kiện hơn cho động cơ, sẽ có nhiều cơ hội hơn cho những cải tiến kỹ thuật.

Tuy nhiên, cải tiến động cơ vẫn là chìa khóa để đạt được hiệu suất nhiệt cao hơn. Vì vậy, các nhà sản xuất ô tô tiếp tục nỗ lực nâng cao hiệu suất động cơ. Cách tiếp cận của BYD đối với động cơ là giữ cho nó hoạt động ở phạm vi hiệu suất cao nhất có thể. Hoặc nó hoàn toàn không hoạt động hoặc khi khởi động, nó sẽ giảm thiểu thời gian sử dụng trong điều kiện tiêu thụ nhiều nhiên liệu. BYD xác định phạm vi hiệu suất cao là có hiệu suất nhiệt động cơ lớn hơn 38%.

Một chỉ số khác cho động cơ là tỷ số nén. Hiệu suất nhiệt tăng lên khi tỷ số nén cao hơn, nhưng độ khó tăng theo cấp số nhân. Để nâng cao tỷ số nén, BYD đã tiến hành hơn 240 thí nghiệm đốt tổ hợp.

Tuy nhiên, việc tăng tỷ số nén có thể gây ra hiện tượng gõ máy, giảm công suất và tốc độ, đồng thời gây mất ổn định và quá nhiệt trong hệ thống làm mát. Để giải quyết hiện tượng kích nổ, BYD cũng đã tiến hành hơn một trăm thí nghiệm làm mát. Sau nhiều cải tiến khác nhau, BYD đã tăng tỷ số nén động cơ từ 15,5 lên 16. Mức tăng này có vẻ nhỏ nhưng lại rất thách thức.

Kết quả là động cơ hiệu suất cao của BYD dành cho xe plug-in hybrid đạt hiệu suất nhiệt 46,06%. Để so sánh, hệ thống hybrid Hi4 của Great Wall Motor có hiệu suất nhiệt là 41,5% và Kunpeng Super Hybrid của Chery ở mức 44,5%.

Ngoài ra, công nghệ DM thế hệ thứ năm có hệ thống hybrid điện (EHS) có mật độ năng lượng tăng 70,28%, giảm đáng kể tổn thất trên đường truyền năng lượng và đạt hiệu suất tổng thể là 92%. Điều này có nghĩa là bên cạnh việc cải thiện hiệu suất nhiệt, tổn thất năng lượng cũng giảm đáng kể.

Để giảm tổn thất năng lượng, BYD tính toán hiệu suất dẫn điện giữa các thành phần. Càng ít thành phần thì tổn thất năng lượng càng ít và do đó hiệu quả cao hơn. Đại diện BYD nói rằng, so với gene thứ tư rong thế hệ mới nhất, điểm khác biệt đáng kể nhất của phiên bản mới nhất là bộ điều khiển hệ thống truyền động bảy trong một, có mức độ tích hợp cao hơn.

Trong khi giảm bớt các thành phần, BYD cũng cải thiện hiệu suất của các thành phần hiện có. Ví dụ, hệ thống DM thế hệ thứ năm sử dụng công nghệ mô phỏng để giảm thiểu tổn thất năng lượng từ trục truyền lực đến lốp trước khi thực hiện những cải tiến thực tế.

Ngoài hiệu quả của hệ thống mới, BYD cũng đang nỗ lực giảm mức tiêu thụ nhiên liệu bằng cách tối ưu hóa các bộ phận khác của xe. Ví dụ, BYD đã thay thế pin axit chì trong Qin L và Seal 06 bằng pin lithium iron phosphate (LFP) 12 volt, tiết kiệm 0,1 lít nhiên liệu.

BYD thậm chí còn điều chỉnh nhiều chi tiết trên thân xe như lưới hút gió chủ động, kẹp phanh có lực cản thấp, lốp có lực cản lăn cực thấp, tất cả đều nhằm mục đích giảm lực cản gió, nâng cao hiệu suất và tăng phạm vi hoạt động.

Những nỗ lực này là lợi thế của hệ thống DM thế hệ thứ năm của BYD, giúp mở rộng phạm vi hiệu quả của từng thành phần nhiều nhất có thể. Sau nhiều cải tiến tinh tế, BYD đã đạt được phạm vi hoạt động 2.100 km cho Qin L và Seal 06, gấp ba lần so với các loại xe chạy bằng nhiên liệu. Mức tiêu thụ nhiên liệu khi hết pin thấp tới 2,9 lít/100 km, bằng 1/3 so với xe chạy nhiên liệu.

Tích hợp theo chiều dọc các khả năng của chuỗi cung ứng

Giảm mức tiêu thụ nhiên liệu là một dự án có hệ thống đòi hỏi không chỉ hệ thống DM mà còn các bộ phận khác phải hợp tác. Đây là lúc chuỗi cung ứng tích hợp theo chiều dọc của BYD phát huy tác dụng, phát triển các bộ phận “phù hợp nhất” cho xe BYD.

Nói một cách đơn giản, những cải tiến về động cơ của BYD cũng đặt ra những yêu cầu cao hơn đối với hệ thống truyền động điện và pin điện, vì nhiều điều kiện nhất thời phải dựa vào truyền động điện. Do đó, hệ thống DM thế hệ thứ năm yêu cầu cải tiến đồng thời về pin, quản lý nhiệt, v.v…

Cải tiến công nghệ pin cũng là nền tảng của hệ thống DM của BYD. Một kỹ sư nói: “Trước đây, công nghệ pin có tốc độ xả quá thấp nhưng giờ đây nó có thể theo kịp sự phát triển của động cơ, vượt qua các chỉ số hiệu suất động cơ”.

BYD đã thiết kế thế hệ pin phiến mới nhất dành riêng cho các loại xe plug-in hybrid của mình, với tốc độ phản hồi lên tới 5C và tốc độ xả là 16C.

Hơn nữa, cải tiến lớn nhất ở thế hệ pin plug-in hybrid này là hệ thống làm mát. Ở thế hệ trước, BYD sử dụng thiết kế tấm làm mát hình chữ T, không che hết bộ pin. Thế hệ mới áp dụng thiết kế tấm làm mát hình chữ S, cải thiện độ đồng đều nhiệt độ lên 45%.

Nhiệt độ làm việc của bộ pin thường được yêu cầu trong khoảng 45 độ C và chênh lệch nhiệt độ khu vực không quá 5 độ C. Làm mát bằng nước có thể đạt được điều này tương đối dễ dàng vì nước lưu thông. Mặc dù làm mát trực tiếp bằng chất làm lạnh có tác dụng làm mát và sưởi ấm trực tiếp tốt hơn, nhưng cuối cùng nó vẫn là hỗn hợp khí-lỏng và phân bố không đều, khiến khó đảm bảo tính đồng nhất về nhiệt độ.

Sau khi cải tiến, một kỹ sư BYD nói rằng công nghệ làm lạnh của pin phiến thế hệ mới có thể duy trì chênh lệch nhiệt độ trong vòng 2 độ C.

Ngoài ra, thế hệ pin mới có mật độ năng lượng tăng 15,9%, khiến pin trở nên nhỏ hơn. Khả năng tích hợp cao hơn của hệ thống DM thế hệ thứ năm giúp tiết kiệm không gian, cho phép có bình xăng lớn hơn. Bình xăng của Qin L được nâng cấp từ 48 lít ở Qin Plus lên 65 lít. Để so sánh, bình xăng của một chiếc SUV cỡ nhỏ thông thường có thể chứa khoảng 50 lít.

Về mặt chi phí, việc giảm chi phí của các thành phần chính cũng giúp BYD có nhiều thời gian hơn trong chiến lược định giá của mình.

Đại diện BYD cho biết: “Con chip chính trong bộ điều khiển hệ thống truyền động có 5–6 đơn vị. Trong thời gian thiếu chip vào năm 2021, một chip điều khiển có giá hơn 400 Nhân dân tệ (55 USD). Bây giờ, nó có thể được mua với giá 50 Nhân dân tệ (7 USD). Một chiếc xe có hơn 100 con chip và chỉ việc giảm chi phí này có thể hạ chi phí xuống còn 1/10 so với mức của năm 2021”.

Ngoài ra, giá nguyên liệu thô sản xuất pin điện liên tục giảm trong hai năm qua cũng mang lại lợi thế về chi phí cho pin tự sản xuất của BYD. Pin phiến của BYD sử dụng vật liệu LFP và tại thị trường nội địa, BYD có thể cạnh tranh với CATL về việc lắp đặt LFP. Một nguồn tin trong ngành khẳng định rằng chi phí mua sắm vật liệu LFP của BYD thậm chí còn thấp hơn CATL.

Ưu điểm đáng kể nhất của việc giảm chi phí thành phần cốt lõi là giảm giá xe. Qin L và Seal 06 có giá khởi điểm 99.800 Nhân dân tệ, giống như Qin Plus Champion Edition 2023.

Lợi thế của BYD trong việc tích hợp theo chiều dọc chuỗi cung ứng của mình cho phép hãng thiết kế các công nghệ phù hợp hơn cho các mẫu xe của mình với mức giá tiết kiệm chi phí hơn.

Hiện các mẫu xe và công nghệ của BYD đã đạt đến mức đổi mới. Sự ra mắt của hệ thống DM thế hệ thứ năm và Qin L và Seal 06 đã cho thấy tiềm năng của thị trường BYD. Một ngày sau sự kiện ra mắt, giá cổ phiếu BYD đã tăng hơn 8%.

Đặt mục tiêu doanh số 3,6 triệu chiếc trong năm nay, BYD đang dần hé lộ chiến lược của mình. Dưới sự chỉ đạo của Wang, cuộc chiến nhằm mở rộng sự thành công của NEV và vượt qua thành trì ô tô truyền thống đang ngày càng gay gắt ngay tại thị trường ô tô lớn nhất thế giới.

Nam Nguyễn