Lược sử về ô tô điện

Rất lâu trước khi Tesla hiện nay hay thậm chí là GM EV1 vào cuối những năm 1990 được phát triển, ô tô điện đã tồn tại ở những phiên bản thô sơ. Dù đã hiện hữu từ nhiều năm trước khi những loại xe sử dụng động cơ đốt trong có mặt trên các con đường, nhưng mãi cho tới ngày nay chúng mới dần phổ biến nhờ những chuyển mình trong công nghệ pin và điện.

Thời kỳ sơ khai

Vào khoảng giữa năm 1832-1839, nhà phát minh người Scotland Robert Anderson đã chế tạo một cỗ xe sử dụng pin nhưng không thể sạc lại được, vì vậy lúc bấy giờ mọi người cho rằng nó giống như một trò bịp bợm hơn là một thiết bị vận chuyển.

Một người Scotland khác, Robert Davidson ở Aberdeen, đã chế tạo một nguyên mẫu đầu máy điện vào năm 1837. Sau đó, một phiên bản đầu máy lớn hơn, hoạt động tốt hơn, được giới thiệu vào năm 1841, mỗi lần thay pin có thể đi 2,4 km với tốc độ 6,4 km/h kéo theo 6 tấn trọng lượng. Cuộc thử nghiệm ấn tượng trên đã khiến các công nhân đường sắt phải phá hủy cỗ máy "ma quỷ" tên Galvani của Davidson do họ coi đó là mối đe doạ đối với động cơ hơi nước.

Pin có thể sạc lại được ra đời vào năm 1859, khiến khái niệm về ô tô điện trở nên khả thi hơn. Khoảng năm 1884, nhà phát minh Thomas Parker đã chế tạo chiếc ô tô điện thương mại đầu tiên ở Anh. Đến năm 1890, nhà hóa học William Morrison đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho cỗ xe điện mà ông tạo ra vào đầu năm 1887 và đưa nó xuất hiện trong một cuộc diễu hành của thành phố vào năm 1888. Với hệ dẫn động cầu trước, chiếc xe có công suất 4 mã lực với tốc độ tối đa 32 km/h, và 24 cell pin cần được sạc lại sau mỗi 80 km. Cỗ xe của Morrison như một sự kiện chấn động tại Hội chợ Thế giới Chicago năm 1893, còn được gọi là Triển lãm Thế giới Columbia nổi tiếng. Bản thân Morrison quan tâm đến pin hơn là tầm di chuyển, nhưng ông đã góp phần khơi dậy những ý tưởng mới cho các nhà phát minh khác.

Chiếc xe điện đầu tiên được sản xuất thành công này của Morris có tên là Electrobat. Philadelphians Pedro Salom và Henry G. Morris đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1894 với những điều chỉnh công nghệ trên xe. Tuy lúc đầu chiếc xe rất nặng và chậm, có hình dạng giống như một toa tàu, với "lốp xe" bằng thép và bộ pin nặng gần 726 kg, nhưng sau đó đã được cải tiến và sử dụng lốp khí nén cùng vật liệu nhẹ hơn, đến năm 1896, các toa lái phía sau sử dụng hai động cơ 1,1 kW để di chuyển 40 km với tốc độ tối đa 32 km /h. Những chiếc Electrobat và một chiếc xe điện khác của Riker đã liên tục giành chiến thắng trong một loạt chặng đua nước rút dài 8 km trước chiếc Duryea chạy xăng vào năm 1896.

Sự hợp tác của Morris và Salom vào năm đó đã chuyển sang giai đoạn "hái ra tiền" của một công ty khởi nghiệp thành công, đến mức một nhóm nhỏ những chiếc Electrobat đã được sử dụng làm xe taxi. Sau khi chế tạo và hoàn thiện thiết kế của một vài chiếc taxi Hansom chạy điện để cạnh tranh với xe ngựa ở New York, họ đã bán ý tưởng đó cho Issac L. Rice, người thành lập công ty xe điện EVC ở New Jersey. Thu hút nhiều nhà đầu tư và đối tác nhiều tiền, đến đầu những năm 1900, EVC có hơn 600 chiếc taxi điện hoạt động ở New York, Boston, Baltimore và các thành phố phía đông khác. Ở New York, thời gian ngừng hoạt động để sạc lại pin đã được giải quyết bằng cách chuyển đổi một sân trượt băng thành một trạm đổi pin.

Nhà cung cấp pin của EVC lúc đó chính là Exide hiện nay. Đối tác sản xuất của EVC là Pope, hãng tiên phong trong lĩnh vực xe hơi chạy bằng xăng cũng sử dụng công nghệ này cho một loạt xe hơi tên Columbia và đạt được cột mốc 1.000 chiếc trước khi những nhà sản xuất hàng loạt ở Detroit như Ransom Olds và Henry Ford bắt kịp tốc độ.

Ô tô điện khi đó cũng để lại dấu ấn trong các môn đua xe thể thao thời kỳ đầu. Mùa xuân năm 1899, một thợ chế tạo toa xe điện người Bỉ gần Paris - Camille Jenatzy đã lái chiếc xe đua đặc biệt của mình là La Jamais Contente và trở thành người đầu tiên phá vỡ các rào cản 100 km/h. Một cặp động cơ truyền động trực tiếp 25kW, chạy ở điện áp 200V, có công suất khoảng 67 mã lực mỗi cái được sử dụng để đẩy cỗ máy hình ngư lôi làm từ một hợp kim nhôm nhẹ gọi là partinium. La Jamais Contente chạy bằng lốp Michelin, nhà sản xuất lốp xe của Pháp đã dùng một bản sao chế tạo vào năm 1994 để làm biểu trưng cho loạt sự kiện di chuyển bền vững Challenge Bibendum của hãng từ năm 2004-2014.

Giai đoạn cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20

Cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20 chỉ đơn giản là bong bóng với những phát minh ô tô trên toàn cầu. Thị trường ô tô vẫn còn nhiều hạn chế khi chủ yếu vẫn là thú chơi xa xỉ dành cho người giàu, khiến động cơ hơi nước chiếm ưu thế, theo sau là ô tô điện và ô tô chạy bằng khí đốt. Một số thương hiệu quen thuộc ngày nay cũng bắt đầu sử dụng điện trong thời đại này.

Ransom Eli Olds đã thử nghiệm một đoạn ngắn xe kéo chạy điện trước khi chế tạo ra những chiếc Oldsmobile bán đại trà đầu tiên. Đây là chiếc xe điện duy nhất nằm lại trong một bảo tàng ở Lansing, Michigan.

Một tác phẩm độc nhất vô nhị khác của bảo tàng là Egger-Lohner C.2 Phaeton được thiết kế bởi Tiến sĩ Ferdinand Porsche, 23 tuổi, con trai ông đã thành lập công ty Porsche ngày nay sau Thế chiến 2. Hệ thống truyền động điện của chiếc ô tô sản xuất năm 1898 nặng 130 kg, tạo ra 5 mã lực và có thể đẩy chiếc xe đạt tốc độc hơn 35 km/h. Về thông số kỹ thuật, tuy không ấn tượng hơn Electrobat của Morrison, nhưng nó đã giành chiến thắng trong cuộc đua 40 km dành cho xe điện tại một triển lãm ở Berlin vào ngày 28/9/1899.

Sau đó là Studebaker, một công ty chế tạo toa xe và toa tàu vào thế kỷ 19 nhưng bước sang thế kỷ 20 với tư cách là nhà sản xuất ô tô điện. Thomas Edison và người bạn Henry Ford cũng đã thử sức với ô tô điện và từng chế tạo ít nhất một nguyên mẫu trước khi cả hai quyết định động cơ xăng có tương lai hứa hẹn hơn khi điện vẫn chưa thể cung cấp rộng rãi bên ngoài các trung tâm thành phố. Người lái có thể dễ dàng mang theo xăng dự phòng, trong khi pin dự phòng nặng hơn rất nhiều trên mỗi đơn vị năng lượng.

Những chiếc ô tô điện ở thế kỷ 20 chỉ có thể đạt tốc độ 40 km/h với phạm vi hoạt động 129 km, nhưng vào thời điểm chiếc Detroit Electric năm 1923 được chế tạo, công việc kinh doanh ô tô điện thời kỳ đầu đã được ghi nhận. Detroit Electric bắt đầu xuất hiện vào năm 1907 và cạnh tranh tốt với những chiếc Baker và Milburn, dù hai công ty này có phần đột phá hơn. Ngay cả khi ô tô sử dụng động cơ đốt trong bắt đầu giành chiến thắng trong cuộc đua công nghệ, ô tô điện vẫn duy trì thị trường riêng, đặc biệt là ở các thành phố nhờ khả năng vận hành êm ái và dễ sử dụng của chúng thu hút nhiều người. Thông thường, các tài xế nữ không muốn nổ máy bằng tay, vì vậy các khu mua sắm trong thành phố lúc đó đều có các trạm sạc để thu hút những khách hàng giàu có này.

Tuy nhiên, xe dùng động cơ đốt trong khi ấy có giá phải chăng hơn nhiều, ví dụ như mẫu Ford Model T đầu tiên có giá 850 USD vào năm 1908. Thời điểm đó, hầu hết ô tô điện đều đắt ít nhất gấp đôi. Giá Model T chỉ còn dưới 300 USD vào năm 1923 trong khi nhiều ô tô điện đắt gấp 10 lần. Vào giữa những năm 1910, một bộ pin nâng cấp của Detroit Electric (với các tế bào sắt-niken của Edison) đã có giá 600 USD. Nhưng điều này không quan trọng lắm đối với những người giàu có như Clara Ford, vợ của Henry Ford, bà đã lái một loạt xe Detroit Electric từ năm 1908-1914 dù chồng bà chủ yếu sản xuất xe chạy xăng.

Trớ trêu thay, chính động cơ điện lại trở thành kẻ thù thực sự của ô tô chạy pin khi sự ra đời của bộ khởi động điện (được phát minh bởi Charles Kettering tại Dayton Engineering) ứng dụng trên chiếc Cadillac 1912 đã giải quyết được vấn đề về tay quay đối với ô tô chạy xăng sau khi phát triển ra toàn ngành. Tuy xe điện đã có một chút tăng trưởng trong Thế chiến 1 khi giá xăng dầu tăng và nguồn cung cấp nhiên liệu thiếu hụt, nhưng đến giữa những năm 1920, những chiếc xe mới của Detroit Electric lại được phát triển trên thân xe chế tạo từ nhiều năm trước và khiến mọi thứ chậm lại. Dù vậy, hãng đã làm ra hơn 35.000 chiếc từ năm 1907-1939.

Sau đó, dù xăng đã chiến thắng trong cuộc chiến công nghệ trước Thế chiến 2 và hầu hết các nhà sản xuất ô tô điện đã chuyển sang sử dụng động cơ đốt trong hoặc ngừng kinh doanh, xe điện vẫn có thế mạnh của chúng, đặc biệt là đối với các mục đích sử dụng ở tốc độ thấp, tầm ngắn điển hình như ở các trung tâm đô thị. Nước Anh đã duy trì một đội "phao sữa" chạy điện để giao hàng tận nhà vào những năm 1980. Trong khi đó, xăng ở Nhật Bản thời hậu chiến khan hiếm và đắt đỏ khiến chính phủ nước này khuyến khích sản xuất ô tô điện và chiếc Tama năm 1947 xuất hiện. Nó có thể đạt vận tốc khoảng 32 km/h với phạm vi hoạt động 64 km khi sử dụng pin axit-chì.

Có thể thấy, mối quan tâm đến ô tô điện chưa bao giờ thực sự biến mất và được thể hiện qua nhiều nỗ lực phát triển khác nhau. Henney, một công ty chế tác thân xe theo yêu cầu chuyên sản xuất xe tang, xe cứu thương và xe limousine, đã mua lại Eureka Williams vào năm 1953 và trở thành một phần của National Union Electric bao gồm radio Emerson và ắc quy Exide. Một công ty sản xuất pin kết hợp cùng một công ty sản xuất thân xe cùng sự hỗ trợ của các nhà khoa học và kỹ sư từ viện công nghệ Califonia đã phát triển bộ điều khiển tốc độ và hệ truyền động cho mẫu xe điện đầu tiên của hãng. Xuất hiện vào năm 1959, chiếc Henney Kilowatt đầu tiên có hệ thống động cơ 36V và đi được khoảng 64 km với tốc độ tối đa 64 km/h. Con số này được nâng cấp lên 72V vào năm 1960, nâng tốc độ lên gần 100 km/h và đạt được phạm vi di chuyển khoảng 96 km. Dựa trên khung gầm của chiếc Dauphine cùng các công cụ và bộ phận mua từ Renault, Henney đã tạo ra Kilowatt với bộ điều khiển tốc độ, điốt và rơle, khá tiên tiến vào thời điểm đó. Tuy nhiên, nó chỉ tồn tại trong thời gian ngắn do Henney không có hệ thống phân phối, bán hàng và đại lý tốt. Hãng đã chế tạo khoảng 100 khung gầm, nhưng chỉ có 47 chiếc hoàn chỉnh được bán chủ yếu cho các công ty công với giá khuyến mại là 3.600 USD, trong khi một chiếc Dauphine chỉ có giá 1.645 USD. Một số ít vẫn còn tồn tại trong các bộ sưu tập ngày nay.

GM cũng nghiêm túc phát triển xe điện và tiếp tục thử nghiệm với chiếc xe ý tưởng Electrovair II năm 1966 dựa trên Covair. Chiếc xe gây chú ý khi có bộ pin kẽm bạc 532V cung cấp cho động cơ điện AC 115 mã lực, tương đương động cơ 6 xi-lanh của Corvair ở một số biến thể.

Việc lắp bộ pin vào cốp trước đã thay đổi trọng lượng của chiếc xe, tổng cộng nặng hơn 363 kg so với phiên bản Corvair tiêu chuẩn. Tốc độ tối đa là 129 km/h và phạm vi di chuyển là từ 64-128 km. Tuy nhiên tuổi thọ của hệ thống pin này chỉ dài khoảng 100 lần sạc và có giá lên đến 160.000 USD vào năm 1966 khiến mẫu xe không được đưa vào sản xuất.

Năm 1967, General Electric đã cho tạo ra một chiếc ô tô điện thử nghiệm Delta trông rất xấu xí, nhưng nó có thể đạt tốc độ 89 km/h với phạm vi hoạt động 64 km khi sử dụng pin niken sắt. Cùng năm đó, Ford cũng giới thiệu một chiếc ô tô điện thử nghiệm sử dụng pin niken-cadmium đắt tiền nhưng cũng không cho được thông số tốt hơn. Mọi người đều đồng ý rằng cần phải có một “bứt phá” trong công nghệ pin để cải thiện mọi vấn đề như giá thành, thời gian chu kỳ sạc lại, công suất, độ bền, phạm vi di chuyển và khả năng chịu đựng thời tiết.

Ô tô điện trong lịch sử mặt trăng

NASA đã ký hợp đồng với Boeing để sản xuất một chiếc ô tô sử dụng trên mặt trăng, xe điện chính là lựa chọn rõ ràng cho môi trường không có không khí. Phân nhánh Delco của GM chịu trách nhiệm chính cho hệ thống điều khiển truyền động và động cơ cho xe lưu động mặt trăng. Lunar Roving Vehicle có 4 động cơ DC đặt ở mỗi bánh xe, mỗi động cơ sản sinh công suất chỉ 0,25 mã lực với số vòng quay lên tới 10.000 vòng/phút.

Bốn chiếc LRV được chế tạo với chi phí 38 triệu USD, vượt 100% so với dự kiến ban đầu là 19 triệu USD. LRV sử dụng pin kali hydroxit bạc-kẽm không thể sạc lại, hệ thống lái ở cả hai trục cũng dùng động cơ điện chạy trên cùng một loại pin. Được chế tạo bằng các ống nhôm và có thể gập lại ở trung tâm để gấp gọn trên tàu Apollo, nó nặng 209 kg. Về lý thuyết, LRV có thể đi với tốc độ 13 km/h, nhưng trên Apollo 15, nó đi được khoảng 27 km trong 3 giờ, cho tốc độ trung bình dưới 10 km/h. Ở chương trình Apollo 17, LRV đã di chuyển tổng cộng khoảng 35 km.

Sốc dầu, xe điện được quan tâm trở lại

Khi OPEC áp đặt lệnh cấm vận dầu mỏ vào năm 1973 và giá mỗi thùng tăng gấp 4 lần lên 12 USD chỉ sau một đêm, ô tô điện bắt đầu trở thành một ý tưởng tốt hơn. Bắt đầu từ năm 1974, thị trường gần như tràn ngập những chiếc xe điện có hình dáng kỳ quặc đến từ Sebring-Vanguard của Sebring, Florida. Giống như chiếc xe đẩy trong sân golf, mẫu Citicar năm 1974 có hai cửa, hai chỗ ngồi, động cơ DC 2,5 mã lực của GE và pin axit-chì 36V với tốc độ tối đa khoảng 40 km/h. Những thế hệ tiếp theo được nâng cấp với pin 48V và có thể di chuyển tới gần 65 km/h trong phạm vi 64 km. Sebring-Vanguard đã chế tạo khoảng 2.300 chiếc xe "sành điệu" này đến năm 1977, sau đó người sáng lập Robert G. Beaumont đã bán công ty cho Commuter Vehicles và đổi tên thành Comuta-Car.

Comuta-Car có pin đặt ở cản và động cơ 6 mã lực. Phiên bản cao nhất được chế tạo với tay lái bên phải, động cơ 12 mã lực, bộ pin 72V và hộp số ba tốc độ để đáp ứng hợp đồng của chính phủ trong chuyển phát bưu điện.

Với 4.444 chiếc được san̉ xuất, Sebring-Vanguard và Commuter Vehicles đã trở thành nhà sản xuất ô tô điện lớn nhất ở Mỹ kể từ khi Thế chiến 2 kết thúc.

Vào những năm 1970, đội ngũ nghiên cứu của GM quyết định điều chỉnh chiếc Chevrolet Chevette thành mẫu xe ý tưởng chạy điện Electrovette. Electrovette sử dụng pin axit chì tiêu chuẩn và lắp đặt ở vị trí của ghế sau. Xe có tốc độ 48 km/h và có thể đi xa tới 80 km. Một số nhà kinh tế học nội bộ của GM đã dự đoán giá xăng có thể tăng vọt vào năm 1980. Họ đã thử nghiệm Electrovette trong 3 năm, nhưng giá xăng vẫn không tăng cao ngay cả trong cuộc khủng hoảng dầu mỏ lần thứ hai của OPEC vào năm 1979, chiếc xe này đã bị xếp xó.

Năm 1996, California yêu cầu các nhà sản xuất ô tô phải bán một tỷ lệ nhỏ xe không phát thải, và chỉ ô tô điện mới đáp ứng được tiêu chuẩn này. GM đã không đi theo con đường Electrovette để chuyển đổi một mô hình hiện có. Trong khi các nhà sản xuất ô tô khác đã làm điều đó và tạo ra những thứ như Toyota RAV4 EV, thì GM đã áp dụng tất cả công nghệ mà hãng có thể mang tới với mục đích thiết lập vị trí dẫn đầu mảng xe điện với mẫu xe ý tưởng Impact.

Phiên bản sản xuất của mẫu xe này là GM EV1. Chiếc xe sử dụng pin axit chì và có tất cả các công nghệ mới nhất từ hệ thống sạc cảm ứng đến các thiết bị điện tử tiên tiến để kiểm soát động cơ AC. GM cũng cung cấp thêm tùy chọn pin niken-hydrua (NiMH) để nâng phạm vi di chuyển lên từ 113-257 km. Hãng đã sử dụng bộ biến tần để chuyển nguồn pin DC thành AC cho động cơ sử dụng và chuyển AC trở lại DC để sạc lại pin ở chế độ tái tạo. Để tối đa hóa hiệu suất, EV1 là một chiếc xe hai chỗ cỡ nhỏ nhưng được tung ra khi thị trường đang bùng nổ những chiếc SUV khổng lồ, khiến ít ai chấp nhận nó. Từ năm 1996-2003, khoảng 800 chiếc đã được cho thuê ở Los Angeles, Tucson và Phoenix từ năm 1996-2003.

EV1 được ví như một hố tiền có quy mô cỡ NASA đối với một công ty mà lẽ ra nên sử dụng nguồn lực đó cho các sản phẩm cốt lõi của mình tốt hơn. Sau đó, quy định của California đã được dỡ bỏ để đáp lại sự vận động tích cực từ các nhà sản xuất ô tô bao gồm cả GM. GM đã gây ảnh hưởng lớn đến hình ảnh của mình khi từ chối bán cho những người thuê xe và phá huỷ hầu hết những chiếc EV1, dù vậy, những kinh nghiệm công nghệ từ đây đã được áp dụng cho các mẫu xe ở thời đại mới như Chevrolet Volt và Chevrlet Bolt.

Xe thể thao chạy điện đầu tiên

Năm 1992, một hãng sản xuất ô tô có tên là AC Propulsion được thành lập ở San Dimas, California bởi Alan Cocconi, một nhà thiết kế đã cung cấp cho GM rất nhiều sáng kiến liên quan đến điện cho mẫu xe ý tưởng Impact mà sau này là EV1 hoạt động, gồm cả những đóng góp cho bộ biến tần của nó.

Năm 1997, AC Propulsion cho giới thiệu chiếc tzero với công suất 201 mã lực sử dụng pin axit-chì hiệu Optima Yellow Top. Thân xe và khung gầm về cơ bản là lớp sợi thủy tinh và khung thép dựa trên mẫu xe thể thao Piontek Sportech. Sau đó, hãng bắt đầu chuyển sang dùng pin lithium-ion thay cho pin axit-chì nhờ nguồn tài trợ từ Martin Eberhard. Nhẹ hơn và tiết kiệm năng lượng hơn, chúng đã giúp chiếc xe thể thao này tăng tốc lên 100 km/h trong 3,7 giây. Vì vậy, mẫu xe cũng có mức giá không rẻ, ước tính khoảng 220.000 USD.

Nhưng sau đó, vì một số lý do, Cocconi và Tom Gage từ chối đưa tzero vào sản xuất. Họ đã chọn thực hiện chuyển đổi điện trên mẫu Toyota Scion xB, tạo ra eBox và theo đuổi công việc theo hợp đồng, chẳng hạn như điện hóa Mini. Eberhard cùng Marc Tarpenning đã thành lập Tesla Motors vào năm 2003 và mượn tzero lithium-ion để thuyết phục các nhà đầu tư mạo hiểm ở Thung lũng Silicon về ý tưởng thương mại hoá chiếc xe. Dù gặp nhiều trở ngại, nhưng một nhà đầu tư tiềm năng là Elon Musk đã tiếp cận và cố gắng để AC Propulsion bắt đầu sản xuất tzero, giống như Eberhard đã làm. Musk cuối cùng đã đổ tiền vào Tesla Motors tạo động lực cho Eberhard và dần trở thành lịch sử của ô tô điện.

Một mẫu xe điện ba bánh có hình dáng kỳ lạ gây chú ý khác trong thời kỳ này là Corbin Sparrow. Chiếc xe nửa ô tô, nửa xe đạp trông như một chú chim nhỏ được nhà sản xuất yên xe máy nổi tiếng Mike Corbin giới thiệu vào năm 1999 này có thể đạt tốc độ 112 km/h, cùng khả năng di chuyển khoảng 64 km. Corbin đã bán được khoảng 300 chiếc Sparrow trước khi phá sản vào năm 2003. Nhưng không dừng lại ở đó, quyền sở hữu trí tuệ của ý tưởng này đã đến tay một công ty có trụ sở tại British Columbia tên ElectraMeccanica Vehicles và trở thành mẫu xe ba bánh một chỗ ngồi Solo EV, chiếc xe đã được tiến hành bàn giao vào tháng 10/2021.

Tesla ghi dấu ấn trong lịch sử xe điện

Tesla Motors bắt đầu hoạt động sản xuất vào năm 2008 với mẫu xe điện Roadster, thế hệ đầu tiên được mô tả giống như chiếc tzero với khung sườn từ chiếc xe thể thao Lotus Elise. Các mẫu xe sau này như Roadster 2.5 2011 sử dụng công nghệ hệ thống truyền động độc quyền được phát triển tại Tesla, nhưng ban đầu vẫn phụ thuộc vào hệ thống sạc AC và hệ thống điện AC Propulsion.

Là chiếc xe thương mại đầu tiên trang bị pin lithium-ion và là chiếc xe đầu tiên chứng minh khả năng di chuyển lên đến 322 km, Roadster sử dụng động cơ điện xoay chiều cảm ứng ba pha, bốn cực. Những công nghệ này dần trở nên mạnh mẽ hơn khi quá trình sản xuất tiếp tục đến năm 2012. Tesla đã bán được hơn 2.400 chiếc trong vòng 4 năm, bất chấp mức giá 109.000 USD vào năm 2010, thu hút một lượng khách hàng bắt đầu coi ô tô điện là lựa chọn thay thế hấp dẫn như hình ảnh của Citicar khi nhắc đến các từ pin, điện và xe hơi.

Ở thời điểm đó, những chiếc ô tô như Smart Fortwo Electric Drive đại diện cho cách các nhà sản xuất ô tô lớn trên thế giới nghĩ về xe điện trong những năm 2010. Lúc này thị trường xe điện vẫn còn nhiều hạn chế và chi phí phát triển thiết kế mới cao, trong khi giá nhiên liệu vẫn ở mức phải chăng. Bên cạnh đó, dù Tesla đã gây ấn tượng với mọi người nhưng vẫn chưa cho thấy lợi nhuận hoạt động đối với doanh số bán ô tô của mình. Do đó, các nhà sản xuất ô tô đã thực hiện chuyển đổi điện những chiếc xe chạy xăng của mình và những mẫu xe như Smart hay Chevy Spark EV và rất nhiều xe lai sạc điện nửa vời ra đời. Các bộ pin lithium-ion lúc này đã giảm giá rất nhiều xuống chỉ còn khoảng 1/4 so với giá khi trang bị trên tzero. Chúng cũng có thể sạc nhanh và bền bỉ hơn, nhưng vẫn cần những cải tiến khác về thời gian sạc, chi phí và mật độ năng lượng để xe điện thực sự vượt mặt ở hiệu suất, chi phí, sự tiện nghi của ô tô động cơ đốt trong hiện đại.

Ô tô điện dần rẽ sang hướng tốt hơn

Nissan là một trong những nhà sản xuất ô tô lớn đầu tiên phát triển xe điện chạy bằng pin trên nền tảng chuyên dụng. Leaf xuất hiện vào năm 2011 với gói pin lithium-ion 24 kWh đặt dưới ghế và 30 kWh cho phiên bản nâng cấp sau đó vào năm 2016. Được chế tạo tại Nhật Bản, Mỹ và Anh, Leaf thế hệ đầu tiên đã được bán trên toàn thế giới và hoàn toàn có thể chạy với tốc độ trên đường cao tốc.

Leaf đã giành ngôi vương khi là chiếc xe chạy hoàn toàn bằng điện bán chạy nhất trong lịch sử, vượt tổng doanh số 300.000 chiếc vào tháng 1/2018, dù sau đó bị Tesla Model 3 đánh bại. Những mẫu xe khác có thể hoạt động tốt hơn, trông đẹp hơn, nhưng Leaf đã khẳng định được vị trí của mình trong vai trò là một chiếc xe điện, khiến xe điện hiện diện bình thường như đã từng vào năm 1901.

Không có con đường nào trải đầy hoa, bên cạnh những người chiến thắng luôn là nhiều trường hợp thất bại, đặc biệt trong các dự án khởi nghiệp và trong ngành công nghiệp ô tô. Một ví dụ điển hình về cách mà những sáng kiến nổi tiếng, đầy hứa hẹn bỗng tan thành mây khói có thể nhắc đến Better Place.

Better Place được thành lập bởi một doanh nhân người Israel có tên Shai Agassi vào năm 2009. Hơn 850 triệu USD đầu tư vào Better Place hầu như không đủ cho tham vọng của nó tồn tại trước khi nộp hồ sơ phá sản vào năm 2013 khi nó sụp đổ. Trước đó, nhờ sự hỗ trợ từ Israel, Đan Mạch và quan hệ đối tác với Renault, Better Place đã tạo ra Fluence ZE và một kế hoạch kinh doanh dựa trên ý tưởng thay pin tiêu chuẩn hóa ở các trạm đổi pin thay vì sạc lại trên xe để nâng phạm vi di chuyển. Các trạm sạc đổi pin của Better Place mọc lên bên đường với chi phí xây dựng lớn để sẵn sàng phục vụ những chiếc xe ít người mua đã khiến ý tưởng này thất bại.

Tesla Model S đã phá vỡ khuôn mẫu khi được giới thiệu vào năm 2012, nó đã khiến những chiếc ô tô điện trở nên đáng mơ ước khi vừa là một chiếc xe sang cỡ lớn vừa là một chiếc xe hiệu suất, giúp nó góp mặt trong danh sách 10 chiếc ô tô tốt nhất cho năm 2015-2016. Đến năm 2017, các phiên bản của Model S đã có thể di chuyển hơn 483 km trong một lần sạc, đồng thời Tesla cũng nhanh chóng mở rộng mạng lưới sạc nhanh của mình để biến chúng trở nên khả thi hơn.

Trong khi Model S đưa xe điện đến với thị trường bằng phong cách sang trọng và các tính năng viễn tưởng, thì Chevrolet Bolt 2017 đã biến những chiếc xe điện trở nên gần gũi hơn, cung cấp phạm vi lái hơn 322 km trong một lần sạc với mức giá giảm xuống dưới mức trung bình cho tất cả số xe mới. GM đã rút kinh nghiệm từ EV1 và Volt để trang bị cho Bolt một bộ pin lithium-ion 60 kWh làm mát bằng chất lỏng cùng một động cơ điện đủ mạnh. Bolt có thể tăng tốc từ 0-100 km/h trong 6,5 giây với phạm vi di chuyển theo EPA khoảng 383 km ở phiên bản năm 2017. Chiếc xe được đánh giá là một sự thay thế trực tiếp tiềm năng cho động cơ đốt trong tương đương.

Bị Chevrolet đánh bại trong thị trường xe điện tầm xa giá tốt, Tesla đã quay lại với Model 3 vào cuối năm 2017. Chiếc sedan chạy điện cỡ nhỏ hứa hẹn có mức giá khởi điểm phải chăng dưới 40.000 USD và có phạm vi hoạt động hơn 483 km. Tuy nhiên, con số này chỉ giữ được trong một thời gian khi giá cơ sở của chiếc xe tăng dần theo thời gian. Sự lo ngại về tầm hoạt động khi chiếc xe sẽ hết điện trước khi tìm được trạm sạc từ lâu đã cản trở việc người tiêu dùng sử dụng xe điện. Trong khi rất nhiều ô tô điện mới có thể chạy được ít nhất 322 km và một số chiếc có thể dễ dàng vượt qua mốc 483 km, nhiều khách hàng vẫn muốn có con số an toàn hơn cho nhu cầu sử dụng ô tô điện trong những chuyến đi dài.

Với chiếc sedan của mình, công ty khởi nghiệp Lucid Motors có trụ sở tại California đã chứng minh sự lo lắng về phạm vi có thể sớm trở thành dĩ vãng. Hãng bắt đầu giao hàng vào mùa thu năm 2021 và phiên bản Dream Edition Range của Lucid  Air có thể đi được 837 km theo chuẩn EPA. Điều này khiến nó trở thành chiếc xe điện đầu tiên vượt qua rào cản này.

Những chiếc bán tải cũng dần xuất hiện trong lịch sử xe điện. Công ty khởi nghiệp công nghệ Rivian không phải là hãng đầu tiên sản xuất bán tải chạy điện, nhưng thiết kế thông minh và hiệu suất ấn tượng đã giúp R1T được người dùng quan tâm. Những chiếc xe đầu tiên đã được giao vào mùa thu năm 2021 và có giá khoảng 80.000 USD. Mẫu xe có 4 động cơ điện cho công suất 835 mã lực và khả năng tăng tốc lên 100 km /h chỉ trong 3,3 giây. RT1 cũng có thể vượt qua một số khu vực địa hình khắc nghiệt với phạm vi hoạt động khoảng 505 km theo EPA dựa trên bộ pin 128,9 kWh.

Lần đầu tiên tham gia cuộc chiến xe bán tải điện, GM đã hồi sinh cái tên Hummer và biến nó thành một mẫu xe trong phân nhánh GMC của mình. Dòng xe tải Hummer EV đầu tiên được trang bị 3 động cơ, công suất 1.000 mã lực, chiếc xe khổng lồ nặng 4.373 kg bằng cách nào đó có thể tăng tốc lên 100 km/h trong 3,3 giây. Chiếc Hummer EV trị giá 106.645 USD này cũng có thể di chuyển 500 km trong một lần sạc nhờ vào bộ pin khổng lồ 212,7 kWh của mình.

Trong khi đó, Ford F-150 Lightning ra mắt vào năm 2022 để đảm nhận các nhiệm vụ xe bán tải truyền thống. Có giá từ 40.000 USD, Lightning sở hữu kiểu dáng của F 150 cổ điển, thùng xe lớn, khả năng kéo tới 4.536 kg và phạm vi di chuyển từ 370-515 km trên một lần sạc tùy thuộc vào phiên bản.

Tiếp nối sự thành công của những chiếc bán tải điện cỡ lớn, một số mẫu xe khác cũng chuẩn bị ra mắt. Chevy sẽ bắt đầu bán Silverado EV vào năm 2023, không lâu sau đó là GMC Sierra EV. Ngoài ra còn có Ram 1500 REV và Tesla Cybertruck.

Những chiếc xe điện bước vào lịch sử siêu xe

Rimac, hãng xe thành lập tại Croatia vào năm 2009 bởi Mate Rimac, đã trở thành một trong những công ty hàng đầu về công nghệ pin và động cơ điện. Mẫu siêu xe đầu tiên của hãng - Concept One với công suất hơn 1.200 mã lực và có thể tăng tốc từ 0-100 km/h trong vòng chưa đầy 2,5 giây. Chỉ có 8 chiếc được chế tạo, bắt đầu sản xuất từ năm 2013. Hãng xe này tiếp tục gấy chú ý với chiếc Nevera 1.877 mã lực, bắt đầu đến tay khách hàng vào năm 2022. Rimac tuyên bố Nevera có thể tăng tốc lên 100 km/h chỉ trong 1,9 giây.

Rimac không phải là công ty duy nhất tham gia vào cuộc chơi siêu xe điện. Lotus, với truyền thống là hãng sản xuất xe thể thao nhỏ, nhẹ, đã giới thiệu siêu xe điện Evija của mình như một chiếc tên lửa với 4 động cơ và 1.972 mã lực. Mặc dù trọng lượng 1.678 kg của nó nghe có vẻ nặng đối với một chiếc Lotus thông thường, nhưng lại rất nhẹ đối với  xe điện.

Những siêu xe điện khác cũng đang được phát triển, có thể nhắc đến Tesla Roadster thế hệ thứ hai, lần đầu tiên được giới thiệu vào năm 2017, dù vẫn chưa thành hiện thực nhưng đã khẳng định nhiều con số hiệu suất khá táo bạo. Tương tự là Hispano Suiza Carmen 1.100 mã lực của một nhà sản xuất ô tô Tây Ban Nha hay Pininfarina Battista 1.877 mã lực cùng rất nhiều siêu xe cho đường đua khác đã được công bố và hy vọng sẽ có mặt trên thị trường trong những năm tới.