Từ EV1 đến Roadster: Cuộc tái sinh thứ hai của ô tô điện

Chia sẻ trang này
Lịch sử hiện đại của ô tô điện diễn ra giữa hai cực: EV1 - mẫu xe mà General Motors sản xuất 1.117 chiếc, không bao giờ bán và cuối cùng đã tiêu hủy cả đội xe bằng cách nghiền nát; và mẫu Tesla Roadster năm 2008 với pin lithium-ion đi được 244 dặm (393 km) trong một lần sạc, xóa bỏ tâm lý lo lắng về phạm vi hoạt động. Mười lăm năm ở giữa là bài học khắc nghiệt nhất của một thời kỳ mà công nghệ đã sẵn sàng nhưng mô hình kinh doanh thì chưa.
Những điểm nổi bật
- EV1: Sản xuất 1.117 chiếc từ năm 1996 đến 1999, chỉ cho thuê
- Phạm vi hoạt động của EV1 thế hệ đầu dùng pin chì-axit là 60-100 dặm; thế hệ thứ hai dùng NiMH là 75-150 dặm
- Khoản đầu tư trực tiếp của GM vào EV1 khoảng 500 triệu đô la
- Roadster là mẫu EV thương mại đầu tiên đi được hơn 200 dặm trong một lần sạc
- Roadster là chiếc xe đầu tiên kết hợp hơn 6.800 tế bào lithium-ion trong một gói pin duy nhất
Thế kỷ đầu tiên mà xăng dầu thắng thế
Ô tô điện chưa bao giờ là một ý tưởng "mới". Chiếc xe động cơ của Robert Anderson người Scotland được chế tạo từ năm 1832 đến 1839; năm 1897, dịch vụ taxi điện đã hoạt động tại London. Đầu những năm 1900, xe điện có những ưu thế rõ rệt: không rung, không mùi, không ồn; không cần quay tay đề máy; khởi động bằng chìa khóa và hiếm khi hỏng. Doanh số đạt đỉnh vào đầu những năm 1910.
Rồi họ thua cuộc. Những nguyên nhân có thể đo lường được: chi phí cao, tốc độ tối đa thấp, phạm vi hoạt động ngắn - và ở phía bên kia là động cơ đốt trong ngày càng đáng tin cậy, cùng với máy đề điện như một cải tiến then chốt. Khi cần tay đề biến mất, đặc điểm phiền phức nhất của xe xăng cũng biến mất theo. Xe điện không được dừng lại vì thất bại công nghệ, mà vì sự cân bằng chi phí và sử dụng. Các cuộc khủng hoảng dầu mỏ năm 1973 và 1979 đã tạo nên một sự hồi sinh ngắn ngủi, nhưng đến những năm 1990, công nghệ hiện có trên thực tế vẫn là pin chì-axit và NiMH; trần phạm vi hoạt động dưới 150 dặm.
GM Impact: Khái niệm ra đời khi California tạo áp lực
Năm 1990 là năm giao thoa của hai diễn biến. Một mặt, các sửa đổi Clean Air Act của Mỹ và Energy Policy Act năm 1992 đã làm sống lại sự quan tâm đến xe điện; mặt khác, Cơ quan Tài nguyên Không khí California (CARB) đặt ra một quy định tham vọng: đội xe của bảy nhà sản xuất lớn sẽ có 2% phát thải bằng không vào năm 1998, 5% vào năm 2001 và 10% vào năm 2003. Đây là một yêu cầu sản xuất bằng con số, không hề cường điệu, và ô nhiễm không khí của California thời điểm đó vượt tổng số của 49 tiểu bang còn lại.
Câu trả lời của GM đến tại Triển lãm Ô tô Los Angeles 1990. Chủ tịch Roger Smith giới thiệu khái niệm Impact do AeroVironment phát triển - một chiếc xe mang kinh nghiệm thiết kế từ xe mặt trời Sunraycer đoạt giải World Solar Challenge 1987, với hệ thống điện tử lái do Alan Cocconi từ AC Propulsion phác thảo. Với 32 pin chì-axit và tốc độ tối đa 183 mph (295 km/h), khái niệm này thể hiện mức độ nghiêm túc của mục tiêu: GM trước đây từng nói về sản lượng 20.000 xe/năm, sau đó là 100.000, và vào ngày 18 tháng 4 năm 1990 đã công bố quyết định sản xuất với mục tiêu 25.000 xe/năm.
PrEView: Thử nghiệm người dùng và vết nứt đầu tiên
Năm 1994, 50 chiếc Impact được sản xuất thủ công được giao cho các tài xế thực tế theo từng đợt kéo dài một đến hai tuần. Phản hồi rất tích cực; một nhận định thời bấy giờ mô tả chiếc xe là "chiếc xe điện duy nhất trên thế giới được lái như một chiếc xe thực thụ". Nhưng GM coi chương trình là thất bại và yêu cầu bãi bỏ các quy định của CARB. Tiêu đề của New York Times nhấn mạnh sự do dự của GM trước khả năng sở hữu một chiếc xe điện thành công. Nhận định của Ủy viên Môi trường bang New York Thomas Jorling rất tóm tắt được tình hình thời đó: người tiêu dùng thực sự quan tâm; còn các nhà sản xuất thì không muốn từ bỏ các khoản đầu tư vào động cơ đốt trong.
Hồ sơ kỹ thuật của EV1: Một cỗ máy nghiêm túc trên giấy tờ
EV1 được sản xuất từ năm 1996 đến 1999 tại Lansing, Michigan (Lansing Craft Center), hiện hình dưới dạng một chiếc coupe subcompact hai chỗ với tổng cộng 1.117 chiếc và không bao giờ được bán dưới bất kỳ điều kiện nào; chỉ cho thuê thôi. Các hợp đồng thuê bắt đầu vào tháng 12 năm 1996 tại Nam California và Arizona với giá từ 399 đến 549 đô la/tháng (thế hệ thứ hai là 349-574 đô la). GM đã chi 8 triệu đô la cho việc quảng bá, và tổng cộng 10 triệu đô la đến năm 1997; năm đầu tiên có 288 xe được cho thuê.
| Thông số | 1. Thế hệ (1996) | 2. Thế hệ (1999) |
|---|---|---|
| Pin | Chì-axit, 16,5 kWh | Panasonic chì-axit 18,7 kWh hoặc Ovonics NiMH 26,4 kWh |
| Tầm hoạt động | 60-100 dặm | 80-100 dặm / 75-150 dặm |
| Động cơ | AC không đồng bộ ba pha 137 hp (102 kW) | AC không đồng bộ ba pha |
| Số lượng sản xuất | 660 | 457 |
| Tổng sản lượng | 1.117 chiếc | |
Kỹ thuật đứng sau những con số này là đáng kể: hệ số cản Cd=0,19, khung spaceframe nhôm nặng 290 pound (130 kg) nhẹ hơn 40% so với thép, phanh tái sinh và sạc cảm ứng Magne Charge. Nhưng phương trình thương mại lại đi ngược chiều: chi phí sản xuất trên mỗi xe ước tính khoảng 80.000-100.000 đô la, trong khi khoản đầu tư trực tiếp của GM đạt khoảng 500 triệu đô la và tổng chi phí trực tiếp gián tiếp vượt quá 1 tỷ đô la. Vào tháng 3 năm 2000, 450 xe thế hệ đầu tiên bị triệu hồi do cáp cổng sạc bị lỗi; đã ghi nhận 16 "sự cố nhiệt" và ít nhất một vụ xe bốc cháy.
Một đội xe chết như thế nào? Sự thu hồi và nghiền nát của EV1
GM coi xe điện là một thị trường ngách không có lãi; việc sản xuất kết thúc vào năm 1999. Tháng 2 năm 2002, người thuê được thông báo rằng xe sẽ được thu hồi. Sự phản kháng là có thật: 58 người thuê đề xuất gia hạn hợp đồng thuê với điều kiện tự chịu trách nhiệm bảo trì-sửa chữa; GM từ chối đề nghị này vào tháng 6 năm 2002 bằng cách hoàn trả các tấm séc tiền đặt cọc vượt quá 22.000 đô la. Diễn viên Peter Horton viết năm 2003 rằng anh nằm trong danh sách chờ vài nghìn người và cơ hội sở hữu chiếc xe là rất thấp. Dưới thời CEO Rick Wagoner, chương trình bị đóng cửa hoàn toàn vào cuối năm 2003.
Sau đó là việc tiêu hủy. Tháng 11 năm 2003, các xe bắt đầu được thu gom; đến cuối tháng 8 năm 2004, tất cả EV1 cho thuê đều được thu hồi. Các xe được chở bằng xe tải đến Mesa, Arizona để nghiền nát; trong các bức ảnh hiện rõ những khung xe chất đống chồng lên nhau. Khoảng 40 chiếc đã được vô hiệu hóa khả năng vận hành và quyên tặng cho các bảo tàng; cá thể quyên tặng cho Smithsonian hiện không còn hoạt động do pin đã xuống cấp. GM có những mẫu hoạt động tốt trong bộ sưu tập của riêng mình; năm 2021, một xe thử nghiệm Holden được tìm thấy ở Úc và quyên tặng cho National Motor Museum. Năm 2025, một chiếc EV1 bị bỏ rơi ở Atlanta được đưa lên đấu giá và bán với giá 104.000 đô la - giao dịch bán EV1 duy nhất được ghi nhận. Từ thời điểm đó, câu hỏi trở thành "tại sao?": người hâm mộ và những khách thuê cũ nói đến việc mất mát phụ tùng thay thế và một cuộc phá hoại gắn với ngành dầu mỏ; trong khi phe đối lập lập luận rằng xe bản thân nó nặng tiền với các bộ phận đắt đỏ, và kinh tế của nó cùng nền kinh tế yếu đuối của thời kỳ đó đã giết chết chương trình. Có thể nói sự thật có lẽ nằm ở giữa, tức là cùng với việc bãi bỏ lệnh bắt buộc, không còn áp lực bên ngoài nào để bù đắp cho việc thua lỗ. Bộ phim tài liệu "Who Killed the Electric Car?" năm 2006 đã điều tra câu hỏi này và GM trong nhiều năm bị gọi là "công ty đã giết chết chiếc ô tô điện".
Cuộc cách mạng Lithium-Ion và tZero: Người mẹ của Roadster

Trong thập niên 1990, pin lithium-ion nhờ mật độ năng lượng cao trở thành giải pháp sạc được ưa chuộng cho thiết bị điện tử di động và bắt đầu vượt qua các cell NiMH có mật độ thấp hơn. Từ thời điểm đó, mật độ năng lượng của lithium-ion đã tăng hơn gấp ba - và sự tăng này, ngay từ khi được đưa lên ô tô, đã thay đổi phương trình tầm hoạt động.
AC Propulsion ở California đã dựng cây cầu cho cuộc chuyển đổi này: giữa thập niên 1990 với số lượng hạn chế chiếc tZero được sản xuất thủ công. Chiếc xe nặng 1.040 kg, nhẹ hơn 23% so với GM Impact và là một trong những ví dụ đầu tiên đưa cell lithium-ion lên một xe chạy đường trường. Tesla Motors từng một thời dùng tZero làm xe thử nghiệm và trả tiền bản quyền cho AC Propulsion để sử dụng thiết kế tZero trên Roadster. Câu tóm tắt thật đơn giản: nếu không có tZero, có lẽ cũng sẽ không có Tesla.
Tesla Roadster 2008: Làm thế nào rào cản tầm hoạt động bị phá vỡ?
EV1 dừng lại ở mức tối đa 150 dặm với cấu hình tốt nhất; Roadster công bố tầm hoạt động 244 dặm (393 km) theo chu kỳ EPA - chiếc ô tô điện thương mại đầu tiên vượt qua 200 dặm với một lần sạc. Sự khác biệt nằm ở một biến số duy nhất: hóa học pin. Trong khi EV1 bị giới hạn bởi ắc-quy chì và NiMH, Roadster đến với một hệ thống quản lý hơn 6.800 cell lithium-ion riêng lẻ trong một gói duy nhất; đó là chiếc xe đầu tiên sử dụng cụm cell ở quy mô này. Mặt hiệu năng cũng không phải lời nói suông: 0-60 mph trong 3,7-3,9 giây. Giá khoảng 109.000 đô la và sản lượng 2.500 chiếc khiến chiếc xe trở thành một mảnh thị trường nhỏ nhưng đáng gờm - chiếc ô tô điện thể thao sản xuất hàng loạt đầu tiên trên thế giới chạy bằng lithium-ion.
Khi trang khép lại, cần lưu ý rằng một thời kỳ cũng khép lại theo: Cuối năm 2010, Chevy Volt và Nissan LEAF bắt đầu được bán tại Mỹ, và xe điện không còn là một niềm hiếm hoi chỉ để trưng bày trong bảo tàng mà đã trở thành một dòng sản phẩm. Trong lúc đó, GM đã bước những bước đi hướng tới việc hòa giải với quá khứ của mình: trong hồi ký phát hành, hãng nhấn mạnh rằng chương trình EV1 đã để lại "một di sản bền vững". Quả thật, di sản đó rất cụ thể: nhu cầu mà EV1 thể hiện là có thật, điều còn thiếu là sự trưởng thành của pin lithium-ion và việc tầm hoạt động vượt qua ngưỡng tâm lý. Cả hai điều đó đã hoàn thành vào năm 2008.
Nguồn tham khảo
- General Motors EV1
- Tesla Roadster (thế hệ đầu tiên)
- AC Propulsion tZero
- Lịch sử của xe điện
- Lái xe hướng tới tương lai, xưa và nay: câu chuyện của EV1 - GM News
- Xe điện EV1 - Bảo tàng Lịch sử Hoa Kỳ Quốc gia
- Chiếc xe điện nhỏ bé này đã làm nên lịch sử - OPB
- Lịch sử của xe điện - Bộ Năng lượng Hoa Kỳ
- Những chiếc xe điện sơ khai tại Mỹ (1891-1922) - Thư viện Quốc hội
- Vượt ra ngoài lithium: Công nghệ pin mới - Yale e360
- T-zero - Danh sách thảo luận về xe điện
- Tzero - Nguồn cảm hứng cho Roadster - Gruber Motors
- Tesla Roadster 2008 - Công cụ định giá Hagerty
- Ai đã giết chết chiếc xe điện? (2006)