Xem nhiều

Mới nhất

Bài liên quan

22/02/2018, 10:35

BMW - Công nghệ hiện tại và tương lai

Audi mất 7 năm ròng để dành toàn quyền sử dụng câu slogan “Vorsprung Durch Technik”. Mercedes-Benz bỏ ra 14 triệu USD mỗi ngày phục vụ quá trình nghiên cứu và phát triển. Với BMW, số tiền dành cho hoạt động R & D trong năm 2018 là 8 tỷ USD!

Công nghệ luôn phát triển từng ngày, thậm chí từng giờ. Trong một ngành công nghiệp quan trọng và đầy tính cạnh tranh như công nghiệp xe hơi, một hãng xe không làm chủ được công nghệ hiện tại và kiến tạo công nghệ mới tức là đang tụt hậu so với các đối thủ cạnh tranh. Bài viết sau đây sẽ giới thiệu những công nghệ chủ chốt của trong hiện tại và cả tương lai.

Công nghệ in 3D

In 3D, hay công nghệ sản xuất đắp dần (Additive Manufacturing) được cho là công nghệ sẽ “thay đổi thế giới”. Tuần báo The Economist số ngày 12-2-2011 có viết: “Cũng như không ai có thể tiên đoán tác động của đầu máy hơi nước năm 1750, máy in năm 1850, hoặc transistor năm 1950, thì cũng không thể tiên đoán được tác động lâu dài của công nghệ này. Nhưng nó đang đến từ từ, và có thể làm thay đổi mọi lĩnh vực mà nó chạm đến.”

Bảng tên cá nhân hóa được gắn trên xe Mini, một trong những sản phẩm in 3D của tập đoàn BMW

Từ trước đến nay, để chế tạo một sản phẩm nào đó người ta làm bằng cách đẽo dần. Việc này giống như ngày còn bé ta làm thủ công. Muốn nặn một con chim bằng đất sét, mình lấy một cục đất, nắn sơ nó thành hình con chim, sau đó lấy tay véo dần đất ra, cầm dao gọt dần dần cho đến khi có con chim đem nộp. Một nhà điêu khắc tạc tượng bằng thạch cao cũng làm như thế. Từ một cục to, đẽo bớt, gọt đi, cho nó nhỏ dần thành hình. Còn trong sản xuất người ta lấy một khối kim loại và tiện, khoan, dập... để tạo thành một sản phẩm có hình dạng mong muốn. Một phương thức sản xuất khác là đổ vật liệu gốc vào khuôn để tạo hình. Đắp dần là làm ngược lại, từ nhỏ làm cho lớn lên thành hình. Nó là công nghệ mới được áp dụng đại trà từ vài năm gần đây.

Cánh quạt của hệ thống bơm nước làm mát động cơ trên xe đua BMW M6 DTM. Bộ phận này được chế tạo bằng phương pháp in 3D

Kỹ thuật này là biến các bản thiết kế đồ họa ba chiều (3D design) thành các đồ vật thực sự bằng các máy in 3D chuyên dụng. Các bản thiết kế 3D design được tạo ra bởi các phần mềm thiết kế chuyên nghiệp, gọi chung là các phần mềm CAD - Computer-aided Design. Nhờ CAD, các kỹ sư có thể vẽ ra bản vẽ 3D của vật thể cần chế tạo với độ chính xác rất cao và từ bản vẽ 3D này, các máy in 3D sẽ sản xuất chính xác vật thể đó bằng cách phun hàng ngàn lớp vật liệu nền chồng lên nhau, mỗi lớp có một khoảng cách rất nhỏ, tính bằng phần trăm của 1 mi li mét.

đã nghiên cứu công nghệ in 3D từ 28 năm trước và đã áp dụng nó để sản xuất những bộ phận cá nhân hóa mà khách hàng yêu cầu, những bộ phận phức tạp trên các mẫu xe đua của hãng và gần đây nhất là chiếc mui cứng tuyệt đẹp của BMW i8 Roadster. Dù hiện tại, công nghệ in 3D vẫn chưa sẵn sàng để phục vụ quá trình sản xuất hàng loạt nhưng cũng giống như sợi các-bon, in 3D cũng sẽ sớm trở thành công nghệ chủ đạo trong tương lai.

Điện hóa

Bên cạnh vật liệu và công nghệ sản xuất tiên tiến, động cơ điện cũng là một trọng tâm phát triển của BMW. Kết thúc năm 2017, hãng xe Đức bán được hơn 100.000 chiếc xe điện toàn phần và một phần, một cột mốc đáng nhớ đối với họ. “BMW luôn sẵn sàng cho quá trình điện hóa sản phẩm của mình. Tính đến thời điểm hiện tại, chúng tôi có hơn 200.000 chiếc xe điện đang lăn bánh khắp thế giới, 90.000 trong số đó là những chiếc i3 hoàn toàn chạy điện”, ông Harald Krüger, CEO BMW chia sẻ.

Câu chuyện xe điện của BMW bắt đầu bằng bộ đôi i3 và i8. Chiếc xe thể thao hybrid BMW i8 sở hữu thiết kế đậm chất tương lai và hiệu năng tương đương với một chiếc BMW M4 hay Porsche 911 cùng giá bán. BMW i3 cũng gặt hái được những thành công nhất định, dù nó là chiếc xe đầu tiên của BMW hoàn toàn chạy điện.

BMW i3 là mẫu xe bán chạy nhất trong phân khúc xe điện hạng sang cỡ nhỏ (BEV), vượt qua các đối thủ như Mercedes-Benz B-Class Renault Zoe hay Volkswagen e-Golf. Các số liệu doanh số toàn cầu cho thấy cứ 15 chiếc xe chạy điện hoàn toàn được bán ra, 1 trong số đó là BMW i3 và chiếc xe cỡ nhỏ này cũng là 3 trong số những mẫu xe chạy điện bán chạy nhất thế giới. Bên cạnh đó, BMW cũng giới thiệu các phiên bản hybrid của 7 Series, 5 Series, 3 Series… với hậu tố iPerformance.

BMW iM2 Concept vẽ ra tương lai của xe thể thao chạy điện hoàn toàn

Ông Dirk Arnold, Trưởng bộ phận i Division của BMW cũng khẳng định rằng một khi khách hàng chọn mua xe điện, họ có xu hướng gắn bó với nó và dần từ bỏ xe chạy nhiên liệu hóa thạch. Một thông tin cũng hấp dẫn không kém mà ông Dirk Arnold chia sẻ là tầm nhìn của BMW trong những năm tiếp theo. Theo ông, trong năm 2025, “BMW sẽ bán ra 25 mẫu xe chạy điện 12 trong số đó là xe hoàn toàn chạy điện”. Hãng xe Đức cũng đã đăng ký bản quyền sở hữu tên gọi từ BMW i1 đến BMW i9, cũng như từ BMW iX1 đến BMW iX9 nhằm “đặt chỗ” trước cho những mẫu xe điện sắp tới.

Xe tự hành

Công nghệ xe tự hành luôn được phát triển song song với động cơ điện. Khoảng 30 năm trước, xe tự hành vẫn chỉ là sản phẩm của phim ảnh nhưng cũng trong từng ấy năm, các kỹ sư xe hơi đang dần biến điều ấy thành hiện thực. Khởi đầu là những công nghệ hỗ trợ người lái như hỗ trợ giữ làn, kiểm soát hành trình thích ứng và rồi khả năng tự hoạt động của xe hơi đang ngày càng tiên tiến hơn. Dưới đây là 5 cấp độ xe tự hành được quy định bởi Hiệp hội Kỹ sư Quốc tế (SAE).

Cấp độ 0: Người lái kiểm soát toàn bộ quá trình vận hành của xe.

Cấp độ 1: Xe cung cấp các hệ thống hỗ trợ người lái nhưng bản thân chiếc xe không giữ quyền kiểm soát.

Cấp độ 2: Bán tự hành – Chiếc xe có khả năng hoạt động độc lập trong một số điều kiện nhất định nhưng người lái vẫn chịu trách nhiệm kiểm soát trong phần lớn thời gian.

Cấp độ 3: Tự hành cấp cao – Chiếc xe có thể hoạt động tương đối độc lập, người lái có thể không cần cầm lái trong một khoảng thời gian dài nhưng vẫn cần quan sát tình huống xung quanh xe.

Cấp độ 4: Tự hành hoàn chỉnh – Chiếc xe có thể loạt động độc lập hoàn toàn trong hầu hết hành trình, người ngồi ở vị trí lái vẫn phải biết lái xe nhưng có thể giải trí hoặc ngủ một giấc ngắn.

Cấp độ 5: Tự hành toàn phần – Chiếc xe có thể hoạt động độc lập hoàn toàn mà không cần sự can thiệp của con người, tất cả người ngồi trên xe đều là hành khách.

Hiện tại, tất cả dòng xe BMW bán ra đều đạt cấp độ 1, tức là sở hữu hệ thống hỗ trợ người lái tiên tiến. Có thể kể đến tính năng Kiểm soát hành trình thích ứng có khả năng dừng hẳn xe và đi tiếp, Cảnh báo va chạm, Cảnh báo người đi bộ và tính năng Phanh khẩn cấp tự động.

Một số mẫu xe hiện đại nhất của BMW hiện đang đạt cấp độ 2 với tính năng tự động đánh lái để giữ chiếc xe đi đúng làn đường hoặc có thể tự dừng, tăng tốc và đánh lái ở tốc độ chậm trong tình huống tắc đường. Tính năng tự động đỗ xe cũng là một bước tiến để BMW vươn đến cấp độ tự hành cao hơn.

Trong tương lai gần, BMW sẽ tiếp tục phát triển tính năng Personal CoPilot để đạt mức độ tự hành cấp 3 và 4. Họ đã thử nghiệm và phát triển những nguyên mẫu xe có khả năng tự hành cao cấp từ vài năm trước để đảm bảo độ an toàn và tin cậy của những chiếc BMW có khả năng tự hành cấp 3 hoặc cao hơn. Hãng xe Đức hy vọng những chiếc xe thương mại có khả năng tự hành cấp độ 3 đầu tiên của họ sẽ đến tay người tiêu dùng vào năm 2021 và cũng trong năm 2021, mẫu xe ý tưởng iNext với khả năng tự hành cấp độ 4 có khả năng sẽ được đưa vào sản xuất hàng loạt.

Carbon Core

Các hãng sản xuất xe hơi luôn tìm cách giảm trọng lượng cho các mẫu xe của mình. Họ sử dụng các loại hợp kim thép cao cấp hoặc dần chuyển sang vật liệu nhôm. Sợi các-bon – vốn được sử dụng đầu tiên trong ngành công nghiệp hàng không, cũng là một loại vật liệu được các nhà sản xuất xe hơi tin dùng. Tuy nhiên, không phải hãng xe nào cũng có đủ tiềm lực để phát triển và ứng dụng sợi các-bon một cách hiệu quả và rộng rãi.

Trên thực tế, sợi các-bon đã được ứng dụng vào ngành công nghiệp xe hơi từ hàng chục năm nay. Dù vậy, đối với các xe thương mại được sản xuất hàng loạt thì sợi các-bon vẫn chỉ dừng lại ở các bộ phận mang tính thẩm mỹ ở phần thân vỏ hoặc nội thất. Vì lẽ đó, việc BMW có thể áp dụng loại vật liệu đắt tiền này vào phần khung của những chiếc xe dưới 100.000 USD thực sự là một thành tựu đáng kể.

Hình ảnh trên cho thấy khung gầm của chiếc BMW 7 Series thế hệ thứ 6. Đây là dòng xe chạy xăng đầu tiên được BMW áp dụng nền tảng OKL với tên thương mại “Carbon Core”. Với những chiếc siêu xe có giá bán trên 200.000 USD, phần khung gầm chính (monocoque) được chế tạo hoàn toàn từ sợi các-bon là một điều gì đó không quá lạ lẫm. Tuy nhiên, khung gầm hoàn toàn bằng sợi các-bon hiện vẫn chưa khả thi với một chiếc xe sedan hạng sang có giá bán từ 80.000 USD như 7 Series, dù BMW là một trong những nhà sản xuất xe hơi đóng góp nhiều nhất vào việc giảm giá thành sợi các-bon thương phẩm.

Cột B được thiết kế chống móp vào trong để bảo vệ hành khách trong xe. Khi có va chạm bên hông xe, lực tác động sẽ được phân tán lên trần và sàn xe, thay vì tác động thẳng vào cabin.

Đó là lý do vì sao BMW tạo nên khung gầm Carbon Core với kết cấu thép + nhôm siêu cứng và gia cố thêm 15 bộ phận bằng sợi các-bon CFRP. Các bộ phận bằng sợi các-bon được ốp vào các bộ phận chịu lực trực tiếp khi có va chạm. Đó là cột A, B, C, 3 thanh giằng ngang tạo nên khung trần xe và nhiều bộ phận nhỏ khác. Nhờ khung gầm tiên tiến, 7 Series thế hệ thứ 6 nhẹ hơn 140 kg so với thế hệ trước và có độ cứng thân xe hàng đầu phân khúc.

Sợi các-bon không phải là một loại vật liệu mới mẻ nhưng có hai điều mà hiện nay, chỉ mình BMW làm được. Đó là khả năng tự sản xuất sợi các-bon với quy mô lớn để giảm giá thành và kỹ thuật kết hợp vật liệu này với thép và nhôm để tạo nên khung xe vừa vững chắc, vừa không quá đắt đỏ.

BMW đã và đang đầu tư hàng tỷ USD nhằm tăng năng suất chế tạo sợi các-bon lên gấp 10 so với hiện tại. Sản xuất sợi các-bon với số lượng lớn sẽ giúp họ giảm giá thành và phổ cập công nghệ các-bon tới toàn bộ dải sản phẩm của họ. Trong tương lai gần, những chiếc 3 Series, thậm chí là những dòng xe SUV của BMW cũng sẽ hưởng lợi từ công nghệ các-bon. Có thể thấy, khả năng tự sản xuất sợi các-bon là một trong những ưu thế lớn của BMW khi so với các đối thủ cùng tầm. Chúng tôi sẽ giới thiệu tới bạn đọc cách BMW làm chủ công nghệ sản xuất sợi các-bon trong thời gian tới.

Vĩ Phạm (Tuoitrethudo)

Xem thêm

Bài viết đánh giá xe khác