Xu hướng công nghệ trong tương lai

Mặc dù “giấc mơ bay” của xe hơi khó có thể thành hiện thực, nhưng điều đó không có nghĩa là tương lai công nghệ ôtô đã trở nên nhàm chán. Sự tăng trưởng mạnh mẽ của xe điện và hybrid nhăm nhe kéo lưới điện của quốc gia vào thời đại kỹ thuật số, trong khi thế hệ vật liệu polyme thông minh đang âm thầm xâm chiếm các ga-ra sửa chữa.

Sau đây là các xu hướng công nghệ có thể tạo ra ảnh hưởng lớn nhất tới ngành công nghiệp ôtô cũng như người sử dụng trong thời gian tới:

1. Cuộc cách mạng về giao diện

- Công nghệ năm 2009: Màn hình điều khiển cảm ứng

Bất chấp cơn sốt iPhone cũng như sự tiến hóa của giao diện truyền thống, những nhà sản xuất xe đã bắt đầu thay thế điều khiển bằng công nghệ màn hình cảm ứng. Chúng được sử dụng trên hầu hết các xe điện và hybrid được giới thiệu trong năm 2009 tại Frankfurt Motor Show, như chiếc concept E-Up! của Volkwagen và REVOLTe của Citroen với màn hình cảm ứng xác định vị trí gần nhất của trạm sạc.

Những chiếc xe điện đời trước như Chrysler 200C EV concept và Tesla Model S đã phô trương những đường cảm ứng cố định (thậm chí 200C không có bảng điều khiển nào cả), trong khi các loại xe khác đưa ra màn hình cảm ứng nhỏ. Chiếc 2010 Range Rover đi kèm với một màn hình 12 inch hiển thị kép, cho phép lái xe kiểm tra GPS trong khi hành khách có thể xem DVD. The Range Rover cũng tích hợp thêm vào các điều khiển cảm ứng của màn hình giao diện, điều đó tiếp tục chứng minh rằng các nút điều khiển “cứng” đang trở thành là một giao diện nguy cấp.

- Công nghệ của thập kỷ mới: Augmented Reality (AR – tương tác thực tế)

Công nghệ này vẫn còn trong giai đoạn thai nghén, nhưng tương tác thực tế – sự kết hợp của một hình ảnh thực với ảo đang phát triển lên rất nhanh. Wikitude Drive, một ứng dụng định vị gắn trong xe hơi dựa trên nền tảng Android của điện thoại di động cũng đã đưa ra cái nhìn toàn cảnh gần với thực tế. Thay vì đưa ra những hình ảnh tượng trưng, Wikitude Drive hiển thị chỉ dẫn trực tiếp trên hình ảnh thu được từ camera điện thoại di động.

Đồng thời, các nhà nghiên cứu cũng đã phát triển hệ thống AR để hiển thị mối nguy hiểm tiềm năng với các ký hiệu cảnh báo. Trong khi đó, BMW đưa ra một ý tưởng thực sự lãng mạn: dùng kính chắn gió làm màn hình chỉ dẫn. 

- Thế kỷ: Xe thông minh

Mặc dù qua nhiều thập kỷ nghiên cứu và hàng trăm triệu đô la đầu tư, nhưng triển vọng về việc lắp đặt các thiết bị kết nối xuyên suốt những tuyến đường cao tốc của quốc gia vẫn rất mù mịt. Tuy nhiên, loại xe có thể giao tiếp với nhau, sử dụng một sự kết hợp của dữ liệu GPS và tín hiệu tầm ngắn không dây, lại đang mở ra cơ hội mới. Tại triển lãm Frankfurt Motor Show, Audi cho thấy một phiên bản điện của Quattro, e-Tron được trang bị một hệ thống liên lạc phân tích lưu lượng giao thông và đèn giao thông để đưa ra cho lái xe tuyến đường tối ưu.

Kết quả của một mạng lưới xe thông minh khổng lồ có thể bắt đầu từ việc đơn giản, như khuyến cáo về lưu lượng và va chạm dựa trên tín hiệu cảnh báo trước, đến việc hàng loạt xe tương tác kỹ thuật số với nhau, mỗi xe đi theo mệnh lệnh của xe đằng trước.

2. Vật liệu sử dụng

- Vật liệu của năm 2009: Nhựa sinh học

Lựa chọn nhựa sinh học (bioplastics) được làm từ nhiều loại hữu cơ như ngô, rong biển hoặc đậu nành ngày càng trở nên dễ dàng. Vì vậy, hiện nay nhiều nhà sản xuất xe hơi đang sử dụng loại vật liệu này để giảm lượng khí thải CO2 ra môi trường. Khả năng chịu đựng kém trước tác động của ánh sáng mặt trời và độ ẩm làm cho nhựa sinh học phù hợp hơn với các bộ phận nội thất. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đang tiến hành những thử nghiệm với các hợp chất hữu cơ mới và kỹ thuật sản xuất tăng độ bền nhằm thay thế nhựa truyền thống tại các thành phần ngoại thất khác.

- Vật liệu của thập kỷ: Vật liệu Nano

Tương tự như việc thay thế nhựa truyền thống bởi nhựa có nguồn gốc hữu cơ, xe của thập kỷ tới ngày càng được tinh chỉnh ở quy mô siêu nhỏ. Mục tiêu rõ ràng nhất là pin lithium-ion. Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm trong nhiều năm qua với mảng ống nano carbon để tăng hiệu quả của các cathod và anod, có nghĩa là năng lượng ít bị mất trong quá trình nạp và phóng.

Công nghệ nano cũng đẩy mạnh việc nghiên cứu an toàn pin, cho phép điều chỉnh phức tạp và có khả năng kiểm soát cháy nổ. “Nanotech cho phép chúng tôi tùy chỉnh các điện cực và có thể quan sát rõ ràng hơn, ngay cả ở cách thức các phân tử kết hợp với nhau. Chúng tôi có thể đẩy những tấm phản ứng gần hơn với nhau để đạt được hiệu quả cao nhất” – ông Don Hillebrand, Giám đốc Trung tâm nghiên cứu Giao thông vận tải tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne ở Illinois nói.

- Vật liệu của thế kỷ tới: Vật liệu thông minh

Hợp kim thông minh chính là xu hướng đáng kể nhất trong vật liệu sản xuất ôtô. General Motors là hãng xe đi tiên phong trong việc nghiên cứu hợp kim thông minh, có thể cho phép tấm cửa, cản trước và sau có thể tự trở lại hình dáng ban đầu sau khi va chạm. Các vật liệu này đã được nhiệt luyện, dẻo ở nhiệt độ cao, trở lại hình dạng ban đầu khi nguội. Các ứng dụng đầu tiên của vật liệu thông minh là chiếc tay nắm cửa sẽ được GM đưa ra đầu năm tới. Tuy nhiên, đối với những bộ phận lớn thì có nhiều vấn đề nảy sinh. Làm thế nào để hàn được hai tấm làm từ vật liệu này mà vẫn đảm bảo kích thước lắp ghép? Nguồn nhiệt để điều khiển được lấy từ động cơ hay pin? Một ngành công nghiệp tập trung cung cấp phụ tùng cũng như dây chuyền lắp ráp mới cần được xây dựng. Với một GM đã dẫn đầu trong nghiên cứu này đang khao khát đem lại hình ảnh mới, người ta tin rằng phát minh này không chỉ là điều viễn tưởng.

3. Năng lượng

- Năng lượng của năm: Diesel sạch

Đối với nhiều người Mỹ, sử dụng diesel là một sự lựa chọn ngoài ý muốn. Trái với quy luật chung thế giới, tại một số nơi ở Mỹ, giá diesel cao hơn 25 đến 50% so với giá xăng. Tuy nhiên, điều đó không thể ngăn cản sự bung ra mạnh mẽ của những nhà sản xuất xe động cơ diesel mới.

Tính đến hết năm 2009, Audi, BMW, Mercedes và Volkswagen đều đang bán sản phẩm dùng diesel tại các tiểu bang. Dù sao, những chuyên gia tin rằng giá xăng, sẽ vẫn thấp hơn trong một thời gian dài nữa. Và theo Hillebrand, điều cần làm không phải tập trung vào giảm giá thành động cơ diesel hay lượng nhiên liệu tiêu thụ. Hillebrand nói: “Thật dễ dàng khi dùng nhiên liệu sinh học trên động cơ diesel. Có thể các công ty sản xuất Ethanol đã bị phá sản, nhưng một loại Ethanol mới đang trở lại mạnh mẽ. Đó là loại Ethanol được sản xuất từ tảo với ưu điểm về sản lượng và không cần sử dụng đất nông nghiệp”. Doanh số bán hàng có thể tiếp tục gây thất vọng, nhưng với xu thế hiện nay đã đến lúc cần quan tâm hơn đến nhiên liệu sinh học.

- Năng lượng của thập kỷ: Ultracapacitors

Lithium-ion là thế hệ tiếp theo của xe điện, bao gồm cả xe hybrid vì một lý do rất thuyết phục: mật độ năng lượng lớn. Nhưng chúng cũng rất nặng và cần sử dụng các kim loại có giá trị như bạch kim và đôi khi gây cháy nổ. Hillebrand cho biết thêm: “Đó là lý do tại sao pin lithium-ion được làm lớn hơn 40 phần trăm so với kích thước cần thiết. Bằng cách tránh sử dụng cạn kiệt, chúng ta cũng có thể giảm đáng kể nguy cơ cháy nổ. Giải pháp ở đây có thể là ultracapacitors, đó là pin dung lượng thấp, tính ổn định cao, có thể nạp một cách nhanh chóng mà không kèm theo nguy cơ cháy nổ”.

“Chúng tôi đang nghiên cứu trên một loạt các pin được tạo thành từ lithium-ion và ultracaps. Ultracapacitors hoạt động giống như giảm chấn khi năng lượng được nạp hay xả, còn những quả pin lithium-ion thì tích điện. Số pin càng giảm thì khối lượng càng giảm”. Hillebrand giải thích. Chưa có nhà sản xuất lớn nào công bố kế hoạch sủ dụng ultracapacitors trên xe của họ, nhưng một khi pin lithium-ion có mật độ năng lượng cao phát triển và dự trữ kim loại hiếm ít đi, ultracapacitors có thể là lựa chọn duy nhất còn lại.

- Năng lượng của thế kỷ: Mạng lưới cung cấp điện

Một trong những tiềm năng đem lại lợi ích cho dòng xe điện là việc tạo ra một mạng lưới rộng lớn sạc lại pin. Người dùng có thể thanh toán bằng thẻ hoặc tiền mặt cho chi phí mỗi lần sạc. Để làm được điều này cần có một chiến lược phát triển cơ sở hạ tầng hệ thống điện quốc gia, đồng thời, xây dựng một hệ thống thực sự thông minh với hai chiều băng thông trên đường dây điện.

Hoặc đơn giản, nó có thể là bộ sạc xe thông minh hơn, có khả năng giao tiếp không dây với hệ thống quản lý lưới điện địa phương. Dù phương pháp tiếp cận thế nào đi nữa, giấc mơ về hệ thống này sẽ còn tiêu tốn nhiều năm nghiên cứu với chi phí hàng triệu USD. Và với những tiện ích có thể mang lại, nó hoàn toàn xứng đáng để được thực hiện.