Tương lai của xe ô tô điện giá rẻ sẽ phụ thuộc công nghệ thép

Kể từ khi Model T được đưa vào sản xuất hàng loạt bởi Henry Ford 100 năm trước, thép đã luôn là loại vật liệu quan trọng hàng đầu của ngành công nghiệp xe hơi. Tuy nhiên, sự ra đời của những quy định mới cũng như các vấn đề liên quan đến phạm vi hoạt động của xe ô tô điện đã khiến cho các hãng xe phải tìm đến những vật liệu có trọng lượng nhẹ hơn. Và nhôm nổi lên như là một sự lựa chọn hàng đầu. 

Trong vài năm qua, rất nhiều "ông lớn" ngành xe đã chuyển sang dùng loại vật liệu nói trên, ví dụ như Ford đã dùng nhôm để làm vật liệu chính trên dòng bán tải F-150 – model bán chạy nhất của hãng này tại Mỹ. Với những nhà sản xuất thép trên thế giới, đây thực sự là một cơn ác mộng. Điều này càng đúng với Nippon Steel khi các khách hàng chính của họ là các nhà sản xuất ô tô.

Trong nhiều năm, cân nặng của ô tô đã tăng dần theo thời gian. Theo công ty tư vấn A2Mac1, trọng lượng của loại phương tiện này đã tăng thêm khoảng 400kg chỉ sau hai thập kỷ gần nhất. Nguyên nhân được cho là nằm ở sự gia tăng khả năng tự bảo vệ trong các tình huống va chạm cũng như các trang bị tiện nghi trên xe, ví dụ như bộ ghế chỉnh điện tích hợp khả năng mát-xa. Bên cạnh đó là sự bùng nổ của phân khúc SUV và bán tải. 

 Nhưng sự thắt chặt của các quy định khí thải đã buộc các nhà sản xuất xe hơi phải áp dụng kế hoạch ‘giảm cân’ cho những sản phẩm của mình. Còn đối với những chiếc xe điện, áp lực sẽ càng lớn hơn bởi các công nghệ pin hiện tại bị đánh giá là chưa đủ năng lượng để gánh thêm trọng lượng cũng như đưa EV đi xa. Thế nên, không ngạc nhiên khi các vật liệu như nhôm hay cao cấp hơn là sợi carbon, magie đang được nhắm đến như là vật liệu tương lai của xe hơi.

Akihito Fujita - nhà phân tích tới từ viện nghiên cứu Nomura cho rằng thép sẽ chỉ chiếm 62% trọng lượng trung bình của một chiếc xe vào năm 2025. Con số này thấp hơn gần 10% so với mức 70% của năm 2015. Ông nói rằng sự chuyển dịch sang những vật liệu mới ngoài thép là một điều không thể tránh khỏi. 

 Khó khăn chồng chất khó khăn. Các ông lớn trong ngành thép như Nippon Steel vốn đang phải vật lộn để cạnh tranh với hàng giá rẻ của Trung Quốc, nay lại phải đối mặt với sự quay lưng từ ngành công nghiệp xe hơi.

Để đối phó với tình hình này, Nippon Steel đã thành lập hẳn một bộ phận nghiên cứu mới nhằm tìm ra các giải pháp mang tính đột phá. Và thành quả mà nhà sản xuất thép hàng đầu Nhật Bản thu được chính là sự ra đời của một kết cấu thân xe hoàn toàn bằng thép nhẹ hơn tới 30% - tương đương với kết cấu bằng nhôm.

Được đặt tên là NSafe Auto Concept, công trình này là một nỗ lực nhằm níu kéo các khách hàng – những nhà sản xuất ô tô tiếp tục gắn bó với thép. Được biết, kết cấu trên được cấu thành từ 6 loại thép khác nhau. Trong đó, loại cứng nhất có sức chịu đựng lên tới 2000Mpa, tức là tương đương với áp lực của 204kg trên một millimet vuông – gấp vài lần so với các loại thép phổ biến trên xe hơi hiện nay.  

 Không dừng lại ở đó, các kỹ sư tại Nippon Steel cũng khám phá ra một số phương pháp mới để thiết kế lại các thành phần của một chiếc xe mà tốn ít vật liệu hơn. Ví dụ như họ có thể kết hợp các tấm panel thân xe mỏng hơn với các thanh gia cường để giảm 20% trọng lượng của bộ cửa mà không làm giảm độ cứng. 

Đó mới chỉ là bước khởi đầu bởi mục tiêu tiếp theo mà hãng này đề ra là dùng thép mật độ cao để giảm một nửa trọng lượng của phần thân xe. Đây được coi là một sự phá vỡ giới hạn bởi thép chỉ có thể hoặc cứng hoặc nhẹ chứ không có cùng lúc cả hai yếu tố trên.

Một bí quyết đã được hé lộ, đó là Nippon Steel sẽ thử trộn một lượng nhỏ nhựa với thứ kim loại mà họ đã và đang sản xuất trong hàng chục năm nay. 

 Cũng theo Bloomberg, dù nhôm đang là một trọng tâm của sự chuyển dịch nhưng kim loại này chưa đạt đến mức kỳ vọng của các nhà dự báo. Có thể kể đến Tesla đã quay lại với thép trên mẫu xe phổ thông đầu tay Model 3. Trong khi đó, mẫu EV bán chạy nhất hiện nay là Nissan Leaf thì cũng đang chủ yếu được cấu thành từ thép. Còn Toyota thì cũng có lựa chọn tương tự với những chiếc PHEV của mình. Lý do quan trọng được đưa ra chính là chi phí bởi nhôm sẽ khiến giá thành của những chiếc xe tăng cao đáng kể. Thế nên, hiện vật liệu này thường chỉ xuất hiện trên các sản phẩm xe hơi cao cấp.