Xe lai diesel: Kỳ vọng mới, bài toán cũ

Stellantis đang thử nghiệm hệ truyền động diesel lai (diesel-hybrid) cho ô tô thương mại cỡ lớn tại châu Âu. Theo Reuters ngày 15/10, động thái này gợi lại một hướng phát triển từng được tập đoàn tiền thân Groupe PSA đưa vào sản xuất hàng loạt, nhưng không tiếp tục theo đuổi do những giới hạn về hiệu quả kinh tế. Câu hỏi hiện nay không chỉ là diesel-hybrid có tiết kiệm nhiên liệu hay không, mà còn là liệu công nghệ này có thể tạo ra lợi ích đủ lớn trong một phân khúc phù hợp hơn.

Theo Reuters, hệ truyền động mới dự kiến được phát triển tại nhà máy sản xuất động cơ Pratola Serra, miền nam Italy, cung cấp cho cơ sở lắp ráp xe thương mại tại Atessa. Đại diện Stellantis xác nhận công nghệ vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm, chưa có thời điểm thương mại hóa cụ thể, nhưng dự kiến có thể xuất hiện trên thế hệ xe van tiếp theo được sản xuất tại Atessa.

Stellantis hình thành năm 2021 từ cuộc sáp nhập Fiat Chrysler Automobiles và Groupe PSA, sở hữu nhiều thương hiệu như Fiat, Peugeot, Citroën, Opel, Jeep và Ram. Trong lĩnh vực xe thương mại cỡ lớn, tập đoàn kinh doanh các dòng xe như Fiat Ducato, Peugeot Boxer và Citroën Jumper. Việc nghiên cứu một hệ truyền động có khả năng sử dụng trên thế hệ xe van tiếp theo vì thế có thể mang ý nghĩa lớn hơn một thử nghiệm dành riêng cho một mẫu xe.

Xe thương mại có những yêu cầu khác xe du lịch cá nhân. Với doanh nghiệp vận tải, phương tiện phải đáp ứng tải trọng, phạm vi hoạt động, thời gian giao hàng và khả năng khai thác liên tục. Chi phí nhiên liệu là yếu tố quan trọng, nhưng giá mua, bảo dưỡng, thời gian xe ngừng hoạt động và giá trị còn lại cũng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả kinh doanh.

Fiat Ducato là một trong những dòng xe thương mại cỡ lớn của Stellantis. Tập đoàn đang thử nghiệm hệ truyền động diesel-hybrid cho thế hệ xe van tiếp theo sản xuất tại Italy, nhưng chưa công bố cấu hình kỹ thuật và thời điểm thương mại hóa.

Diesel-hybrid kết hợp động cơ diesel với mô-tơ điện và bộ pin. Tùy cấu hình, mô-tơ điện có thể hỗ trợ tăng tốc, thu hồi năng lượng khi giảm tốc hoặc phanh, đồng thời đảm nhiệm một phần lực kéo. Nhờ đó, hệ truyền động có thể giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ so với động cơ diesel thông thường trong những điều kiện vận hành phù hợp.

Ý tưởng này có cơ sở kỹ thuật. Động cơ diesel vốn phù hợp với xe tải, xe đường dài. Trong khi đó, hệ thống hybrid có thể phát huy lợi thế khi xe thường xuyên dừng, khởi hành hoặc hoạt động ở tốc độ thấp. Kết hợp hai công nghệ cho phép duy trì động cơ đốt trong mà vẫn tận dụng được một phần lợi ích của điện hóa.

Xe thương mại cũng có thể tiếp tục sử dụng nhiên liệu diesel, tiếp nhiên liệu nhanh và khai thác mạng lưới dịch vụ hiện hữu. Doanh nghiệp không nhất thiết phải thay đổi toàn bộ phương tiện hoặc xây dựng hạ tầng sạc riêng như khi chuyển sang đội xe điện thuần túy.

Tuy nhiên, đây không phải lợi thế tuyệt đối. Diesel-hybrid vẫn cần thêm mô-tơ điện, pin, bộ điều khiển và các thành phần liên quan, làm tăng độ phức tạp của hệ thống. Mức tiết kiệm nhiên liệu phải đủ lớn để bù đắp chi phí đầu tư và bảo dưỡng bổ sung. Hiệu quả cũng phụ thuộc vào tuyến đường, tải trọng và chu kỳ khai thác của từng đội xe.

Đáng chú ý, động thái thử nghiệm diesel-hybrid xuất hiện sau khi Stellantis đã đưa động cơ diesel trở lại một số mẫu xe tại châu Âu. Theo Reuters hồi tháng 2, tập đoàn khôi phục các phiên bản diesel trên ít nhất bảy dòng xe du lịch và xe van, trong đó có Peugeot 308, Opel Astra và Citroën Berlingo, nhằm đáp ứng nhu cầu khách hàng.

Theo số liệu của Hiệp hội Các nhà sản xuất ô tô châu Âu (ACEA) được Reuters dẫn lại, diesel chỉ chiếm 7,7% doanh số ô tô mới tại châu Âu năm 2025, so với khoảng 50% năm 2015. Dù thị phần đã thu hẹp đáng kể, động cơ diesel vẫn có chỗ đứng trong những ứng dụng đòi hỏi khả năng chạy đường dài và vận chuyển tải trọng lớn.

Những diễn biến này cho thấy diesel vẫn là một lựa chọn mà Stellantis cân nhắc trong danh mục sản phẩm. Tuy nhiên, chưa có đủ dữ liệu để khẳng định chương trình diesel-hybrid mới là một phần của chiến lược dài hạn đã được tập đoàn chính thức công bố. Điều có thể xác nhận là hãng đang nghiên cứu thêm một phương án hệ truyền động cho xe thương mại, trong bối cảnh phải cân đối giữa chi phí, nhu cầu khách hàng và yêu cầu giảm phát thải.

Công nghệ từng thương mại hóa

Diesel-hybrid không phải ý tưởng mới. Tiền lệ đáng chú ý nhất nằm ngay trong lịch sử của Groupe PSA, tập đoàn tiền thân của Stellantis.

Đầu năm 2012, PSA đưa công nghệ HYbrid4 vào thị trường với Peugeot 3008, sau đó mở rộng sang Peugeot 508, 508 RXH và Citroën DS5. Hệ thống kết hợp động cơ diesel 2.0 HDi công suất 163 mã lực ở phía trước với mô-tơ điện 37 mã lực dẫn động cầu sau. Tổng công suất đạt 200 mã lực, đồng thời xe có khả năng dẫn động bốn bánh.

Theo thông cáo của PSA tháng 1/2014, mức tiêu thụ nhiên liệu của các mẫu HYbrid4 bắt đầu từ 3,3 lít/100 km, tương ứng lượng phát thải CO₂ từ 85 g/km theo số liệu công bố của hãng. PSA cho biết đã bán hơn 50.000 xe diesel-hybrid tại châu Âu kể từ khi công nghệ ra mắt.

Dù vậy, doanh số không đồng nghĩa công nghệ có thể tiếp tục phát triển hiệu quả trên quy mô lớn. Năm 2015, Peugeot xác nhận không tiếp tục phát triển dòng diesel-hybrid. Theo S&P Global Mobility, một trong những vấn đề được lãnh đạo hãng đề cập là hiệu quả kinh tế khi phải phát triển những hệ truyền động khác nhau cho các thị trường có cơ cấu sử dụng nhiên liệu khác nhau.

Diesel phổ biến hơn tại châu Âu, nhưng không có vị thế tương tự ở nhiều thị trường khác, trong đó có Trung Quốc. Nếu muốn mở rộng doanh số xe hybrid sang những thị trường này, nhà sản xuất có thể phải phát triển thêm cấu hình dùng động cơ xăng. Điều đó làm tăng số lượng hệ truyền động cần đầu tư, kiểm định, sản xuất và bảo dưỡng.

Bài toán của PSA vì thế không đơn thuần là diesel-hybrid có đắt hơn động cơ diesel thông thường hay không. Vấn đề nằm ở khả năng phân bổ chi phí nghiên cứu và phát triển trên đủ nhiều xe, dòng sản phẩm và thị trường. Một công nghệ có thể tiết kiệm nhiên liệu đáng kể nhưng vẫn khó sinh lời nếu sản lượng không đủ lớn hoặc phải duy trì quá nhiều cấu hình riêng biệt.

Dữ liệu vận hành thực tế cũng cho thấy lợi ích nhiên liệu chưa đủ để kết luận về hiệu quả kinh tế tổng thể. Trong báo cáo công bố năm 2012, Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo quốc gia Mỹ (NREL) đánh giá 6 xe giao hàng diesel-hybrid và 6 xe diesel thông thường của UPS tại Phoenix trong 36 tháng.

Trong nghiên cứu kéo dài 36 tháng của NREL, 6 xe giao hàng diesel-hybrid của UPS đạt hiệu suất nhiên liệu trung bình 13 mpg, so với 10,6 mpg ở 6 xe diesel thông thường. Nói cách khác, nhóm hybrid đi được nhiều hơn 23% quãng đường với cùng một lượng nhiên liệu. Chi phí nhiên liệu tính trên mỗi dặm cũng thấp hơn 19%.

Tuy nhiên, chi phí bảo dưỡng trên mỗi dặm của nhóm hybrid cao hơn 9%, còn chi phí bảo dưỡng liên quan đến hệ truyền động cao hơn 25%. Hai chênh lệch này không có ý nghĩa thống kê, nên nghiên cứu chưa đủ cơ sở để kết luận xe hybrid thực sự tốn chi phí bảo dưỡng hơn xe diesel thông thường.

Đáng lưu ý, thời gian sẵn sàng hoạt động trung bình của xe hybrid đạt 96,3%, thấp hơn mức 99% của nhóm diesel. NREL cho biết các vấn đề xử lý sự cố và hiệu chỉnh lại những linh kiện thử nghiệm là nguyên nhân chính góp phần làm giảm độ sẵn sàng hoạt động của xe hybrid. Kết quả này không có nghĩa mọi hệ thống diesel-hybrid đều kém tin cậy hơn, nhưng cho thấy độ phức tạp kỹ thuật có thể ảnh hưởng đến hiệu quả khai thác.