Đây Là Chiếc Mô Tô Điện Tốt Nhất Trên Thế Giới. Nhưng Bạn Không Thể Có Một

“Lần đầu tiên chúng tôi chạy chiếc xe MotoE tại Misano với tay đua thử nghiệm MotoGP của chúng tôi, Michele Pirro, tôi hỏi anh ấy: ‘Nói cho tôi biết bạn nghĩ gì?’ Anh ấy suy nghĩ lâu vì đang cố tìm điều gì đó không ổn, nhưng cuối cùng anh ấy nói với tôi: ‘Tôi không thể nói gì cả. Mọi thứ đều hoàn hảo.’”

Đó là cách Giám đốc eMobility của Ducati, Roberto Canè, người đã dẫn đầu nỗ lực đầu tiên của công ty để tạo ra một chiếc mô tô điện - phát triển cho Giải đua thế giới MotoE - miêu tả về lần ra mắt xe trên đường đua. Đó là lời khen ngợi cao từ người đang phát triển những chiếc mô tô hiện nay đang làm mưa làm gió ở tầng cao nhất của đua xe. Nhưng ngay cả với báo cáo tốt như vậy, sẽ mất nhiều năm nữa trước khi có thể tạo ra một chiếc mô tô điện sản xuất đáp ứng được kỳ vọng về hiệu suất của Ducati.

Không có nghi ngờ gì về việc nguồn điện đã trở thành một lựa chọn thay thế thực sự cho động cơ đốt cháy trong ô tô ngày nay, nhưng thách thức của việc tạo ra một chiếc mô tô điện có thể cạnh tranh với những chiếc máy chạy bằng nhiên liệu hóa thạch là đáng kể hơn nhiều. Damon, Arc và những người khác đang cố gắng, nhưng có thể mất nhiều năm nữa trước khi pin trở nên đủ mạnh để cho phép một phiên bản hai bánh tương đương với một chiếc xe Tesla xuất hiện và điều chỉnh lại nhận thức của chúng ta. Tuy nhiên, Ducati đang chuẩn bị trở thành công ty làm điều đó khi đến lúc đó.

Ducati là một cái tên mà ngay cả những người không đam mê mô tô cũng sẽ biết đến. Tương đương với Ferrari, công ty nổi tiếng với những chiếc mô tô đường phố đẹp và thành công đáng kể trong đua xe. Trong năm 2022, Ducati đã đoạt sạch cả hai danh hiệu Nhà sản xuất và Người đua tại cả World Superbike và MotoGP, và ở giữa năm 2023, nó dường như chắc chắn sẽ lặp lại kỳ tích đó.

Ducati đã là một phần của Tập đoàn Volkswagen từ năm 2012, khi được mua bởi Audi và thuộc dưới công ty con Lamborghini. Kể từ đó, những chiếc mô tô sản xuất của Ducati đã làm tan đi mọi ấn tượng còn sót lại về sự không đáng tin cậy.

Với tất cả những thành công này, Ducati đang định hình làm tiên phong trong công nghệ mô tô điện, nhưng so với những ông lớn trong ngành như Honda, công ty vẫn là một con cá nhỏ. Tuy nhiên, Dorna, chủ sở hữu quyền thương mại của giải đua MotoGP, đã chọn Ducati làm nhà cung cấp duy nhất cho Giải đua thế giới MotoE dành cho mô tô điện mới nổi. Đây là một giải thưởng quý giá—không chỉ quảng bá tên tuổi của công ty trong lĩnh vực mô tô điện, mà còn tạo cơ sở tài chính cho dự án bằng cách mua một số lượng đảm bảo của các mô hình đua điện đã xuất phát từ thỏa thuận.

MotoE, như tên của nó cho thấy, là một giải vô địch thế giới dành cho mô tô điện, lặp lại thành công lớn của giải đua xe ô tô Formula E đã thu hút sự hỗ trợ đáng kể từ các nhà sản xuất lớn và một đội hình các tay đua nổi tiếng. Khác với Formula E, chạy trên các đường đua đô thị trong các sự kiện được tổ chức riêng biệt, MotoE tham gia cùng MotoGP—về cơ bản là phiên bản đua xe mô tô tương đương với Formula One—đang diễn ra như một lớp hỗ trợ với hai cuộc đua ở mỗi vòng châu Âu trong năm 2023.

Mặc dù MotoE đã hoạt động từ năm 2019, bốn mùa đầu tiên sử dụng các chiếc xe Energica Ego được sản xuất tại Ý, thiết kế cho đường phố và được chuyển đổi thành các chiếc đua dưới bảng kỳ MotoE World Cup. Đối với năm 2023, MotoE đã có tình trạng giải vô địch thế giới, và Ducati đang cung cấp các chiếc xe dưới hình thức một chiếc đua điện thuần chủng.

“Yêu cầu từ Dorna đối với chiếc mô tô là chúng tôi phải xây dựng một chiếc mô tô đua đúng cách,” nói Roberto Canè. “Chúng tôi được yêu cầu chuẩn bị chiếc mô tô điện nhanh nhất cho giải đua này. Chúng tôi có thể chọn giữa hai tùy chọn khác nhau. Chúng tôi có thể chuẩn bị một chiếc mô tô nặng nhưng mạnh mẽ hoặc thiết kế và xây dựng một chiếc mô tô nhẹ nhưng có công suất giảm. Bởi vì nếu bạn thêm nhiều pin, bạn sẽ thêm nhiều trọng lượng. Chúng tôi chọn làm một chiếc mô tô rất nhẹ. Chúng tôi sử dụng số lượng tối thiểu các ô pin cần thiết để đáp ứng yêu cầu về quãng đường để có chiếc mô tô điều khiển tốt nhất.”

“Trọng lượng là 225 kg, với kích thước rất giống với các chiếc mô tô đua tiêu chuẩn, như siêu mô tô của chúng tôi hoặc chiếc mô tô MotoGP,” Canè thêm. “Pin chính nó là một phần căng của khung, kết nối với một khung phía trước để giữ các bộ phận lái, bộ hấp thụ sốc và động cơ điện ở phía sau và ghế và đuôi. Bộ pin là sợi carbon và được thiết kế để có độ cứng bên và xoắn chính xác như một chiếc mô tô đua. Chúng tôi đã làm việc nhiều về phân phối trọng lượng để tìm ra cách điều khiển tốt nhất.”

Những gì đã ngăn chặn mô tô điện từ việc phát triển giống như ô tô điện là năng lượng tụ, kích thước và trọng lượng của pin. Ô tô điện đã chứng minh được sự nhanh chóng đến nổi—với chỉ số tăng tốc mà động cơ đốt trong không thể hy vọng sánh kịp—và họ ngày càng cải thiện phạm vi, thường là nhờ vào những viên pin ngày càng lớn.

Nhưng ô tô đạt được những con số này với sự hy sinh của trọng lượng. Một Tesla Model S Plaid có thể đạt 0-60 mph trong 1.99 giây, nhưng nó có hơn 2 tấn mét, nhờ vào hàng trăm kilogram pin. Thêm trọng lượng cho một chiếc ô tô không phải là vấn đề lớn (bạn cân bằng nó bằng cách có thêm công suất và lốp lớn hơn), nhưng điều đó không áp dụng cho mô tô. Họ giống như máy bay trong điều này: Mỗi centimet khối không gian và mỗi gram khối lượng là quan trọng.

Như ô tô điện, công suất không phải là vấn đề. Chiếc Ducati MotoE tạo ra 110 kW (150 mã lực) từ một động cơ có vẻ nhỏ hơn một hộp cà phê. Nhưng pin cần để cung cấp năng lượng cho nó phải là một bộ phận được làm đặc biệt chẳng hạn như cấu trúc chính của chiếc xe. Canè nói: “Lõi của chiếc xe là pin. Đối với một chiếc mô tô điện hiệu suất cao, pin là điểm yếu, do trọng lượng của nó.”

“Để có được một chiếc mô tô hiệu suất, bạn phải giảm trọng lượng càng nhiều càng tốt, vì vậy chúng tôi đã làm việc về điều đó để có được sự k compromis tốt nhất giữa trọng lượng và hiệu suất,” Canè nói. Bạn thấy hình dạng kỳ lạ của viên pin không? Điều này là vì chúng tôi muốn đạt được cùng kích thước của một chiếc mô tô đua như một chiếc Siêu mô tô Thế giới, bao gồm phân phối trọng lượng. Vì vậy, chúng tôi đã đặt các ô pin không chỉ ở phía trước của chiếc xe mà còn dọc theo chiều dài. Có tổng cộng bốn lớp ô pin, hai khối ở hai bên và hai ở giữ, vì vậy pin gần như đối xứng. Ở phía sau có tất cả các thiết bị điện tử, như hệ thống quản lý pin và vân vân … tất cả những thứ kiểm soát hành vi của pin.”

Các ô pin lithium-ion có định dạng chuẩn, hình trụ 21700 (21 mm đường kính và 70 mm dài, như được sử dụng trên các mẫu Tesla cũ). Tổng cộng có 1.152 viên pin được đóng gói vào bộ pin sợi carbon, đồng thời là cấu trúc khung chính của chiếc xe, cung cấp tổng cộng 18 kWh cho hệ thống điện 800 volt. Một khung trước nhôm giữ cột lái, trong khi động cơ, hệ thống treo sau và hệ thống làm mát chắc chắn vào bộ pin. Một khung phụ carbon ở phía sau hỗ trợ người lái.

“Nó là một phần căng trải bởi vì pin được thiết kế rất chắc chắn vì lý do an toàn, như bạn có thể tưởng,” nói Roberto Canè, “Trong một chiếc mô tô đua, đó không chỉ là vấn đề về trọng lượng, mà còn về độ cứng của khung, điều quan trọng đối với người lái, vì vậy cùng với khung trước, pin, ghế và khung sau hoạt động như một chiếc mô tô đua tiêu chuẩn về độ cứng chiều dọc và chiều ngang.”

Khía cạnh an toàn là một khía cạnh quan trọng: Không có khu vực nghiến nát trên một chiếc xe để bảo vệ pin, vì vậy cấu trúc carbon của nó cần đủ mạnh để đảm bảo các ô pin không bị nứt trong một tai nạn. Giống như các chiếc ô tô F1 hybrid hiện nay, các chiếc mô tô MotoE có đèn LED an toàn, tỏa sáng màu xanh để cho thấy chúng an toàn khi chạm vào và màu đỏ nếu có bất kỳ nghi ngờ nào, thậm chí những đèn LED đó còn được làm đôi để thêm một lớp dự phòng.

Lực lượng cứu hỏa tuần tra quầy đỗ và khu vực phối hợp trong bộ đồ chống cháy đầy đủ. MotoE đã học bài học một cách khó khăn. Trước khi mùa giải đầu tiên bắt đầu vào năm 2019, tất cả 18 chiếc xe Energica dự kiến sẽ được sử dụng trong giải đua năm đó đã bị phá hủy trong một đám cháy ở khu vực phối hợp tại đường đua Jerez khi một bộ sạc ngắn mạch trong một bài kiểm tra mùa trước.

Bằng cách làm cho pin trở thành cấu trúc của chiếc xe, Ducati đã giữ trọng lượng của toàn bộ chiếc xe chỉ xuống còn 225 kg, giảm đáng kể so với 260 kg của những chiếc máy Energica được sử dụng trong những năm trước. Vẫn còn nặng nề cho một chiếc xe đua (các chiếc xe MotoGP hạng cao cấp có trọng lượng tối thiểu là 157 kg và có gần như gấp đôi công suất 150 mã lực của chiếc xe MotoE), nhưng mô-men xoắn rộng lớn có sẵn đồng nghĩa với việc từ đứng yên, chiếc xe thử nghiệm "V21L" của Ducati tăng tốc ban đầu thực sự nhanh hơn cả máy đua MotoGP của công ty.

Sự gia tốc đó đến từ 140 Nm mô-men xoắn, được truyền qua hệ thống kiểm soát bám đường và chống wheelie giống như trong MotoGP. Bản thân động cơ là thiết kế AC, chỉ nặng 21 kg và quay với tốc độ 18.000 vòng/phút, đồng thời làm máy phát để truyền nguồn điện trở lại pin khi giảm tốc.

Không có đĩa phanh sau. Thay vào đó, hệ thống regen của động cơ được kết nối với bàn đạp phanh sau, được ánh xạ để phản ứng giống như một bộ phanh thông thường. Giống như hầu hết các phương tiện điện, không cần hộp số đa tốc độ - chỉ có một tỷ số đưa chiếc V21L từ đứng yên đến tốc độ tối đa. “Động cơ đi qua hộp số giảm cố định đến bánh răng và dây xích, được bôi trơn bởi một máy bơm dầu nhỏ,” Canè nói. “Ở phía bên kia của động cơ, chúng tôi có một máy bơm nước để làm mát động cơ và biến áp bằng cách sử dụng bộ tản nhiệt nhỏ ở phía dưới.”

“Bộ tản nhiệt lớn dành riêng cho pin vì các ô pin phải giữ ở nhiệt độ thấp hơn so với động cơ và biến áp,” Canè nói. “Nước trong hệ thống làm mát của pin được bơm bằng một máy bơm điện làm việc cả khi chiếc xe đang đứng yên trong giai đoạn sạc vì khi chúng ta sạc pin, chúng ta cần làm mát nó để chiếc xe sẵn sàng ngay lập tức ở cuối giai đoạn sạc.”

Quá trình sạc được thực hiện thông qua một ổ cắm 20 kW ở đuôi của chiếc xe, và nhờ vào hệ thống làm mát kép của chiếc xe, không cần để pin làm mát sau một cuộc đua trước khi sạc lại, với việc sạc đến 80% chỉ mất 45 phút.

Các bộ sạc lớn, tĩnh ở mỗi gara pit được bổ sung bởi các bộ sạc nhỏ hơn, có thể di chuyển được cung cấp bởi pin nội bộ của chúng, cho phép việc cắm điện cho các chiếc xe ngay cả khi chúng đang trên lưới xuất phát - và đảm bảo rằng pin được nạp đầy ở đầu mỗi cuộc đua.

Không có vòng làm nóng. Mỗi kW cuối cùng đều cần thiết cho đua xe. Tuy nhiên, các cuộc đua ngắn ngủi. “Tổng cộng có [tối đa] 18 kWh, chạy ở 800 volt vì điều đó cho phép chúng tôi giảm kích thước dây,” Canè nói. “Điện áp cao có nghĩa là dòng điện ít hơn và giảm thiếu tổn thất do trở kháng. Chúng tôi đã đẩy mạnh để đạt được hiệu suất tối đa. Chúng tôi có rất ít năng lượng và chúng tôi không muốn lãng phí nó.”

Còn về phạm vi di chuyển thì sao? “Tùy thuộc,” Canè nói. “Nếu bạn đi rất nhanh, chẳng hạn như ở đường đua Mugello, nơi chúng tôi có thể đạt được tốc độ rất cao và độ gia tốc là khó tin, chúng tôi chỉ có thể chạy bảy vòng. Điều đó ít hơn 40 km. Nhưng nếu bạn hoặc tôi đi chiếc xe này, chúng tôi sẽ đi chậm hơn và có phạm vi di chuyển lâu hơn.”

“Nhưng chiếc xe này không được thiết kế để chạy lâu. Nó được thiết kế để rất mạnh mẽ và phù hợp với yêu cầu từ Dorna. Ở đây ở Silverstone [tại Anh], đường đua rất dài, vì vậy mỗi cuộc đua MotoE chỉ có sáu vòng.”

Trong hành động, những chiếc xe vượt xa sự mong đợi. Việc so sánh thời gian vòng với các tay đua thông thường là khó khăn, không nhất thiết vì MotoE sử dụng lốp đặc biệt của Michelin hy sinh sức bám tuyệt đối để ưu tiên 40% vật liệu bền vững, nhưng gia tốc ban đầu không kém gì so với chiếc xe MotoGP.

Trên những chiếc lốp tương đương, thời gian vòng sẽ ngang ngửa với những chiếc Moto2 ba xy-lanh 765cc được sử dụng trong loạt đua phụ MotoGP. Và âm thanh của 18 mô hình Ducati MotoE khi chúng hoạt động hết công suất giống như một đội X-wings lao vào Death Star. Lạ lẫm tại Silverstone, nhưng vẫn rất ấn tượng.

Thỏa thuận của Ducati với Dorna sẽ khiến công ty cung cấp xe đến MotoE ít nhất đến năm 2026, với một đội xe 18 chiếc và một số chiếc dự phòng được đưa đến mỗi vòng đua. Sau đó, các đội xe được thuê cho các đội tham gia giải đua. Mô hình Ducati hiện tại sẽ được sử dụng trong các năm 2023 và 2024, và một mô hình mới được lên kế hoạch cho năm 2025 và 2026, phát triển dựa trên những bài học từ hai năm đầu tiên.

Mặc dù không có nghi ngờ gì về việc những chiếc xe này là những chiếc mô tô đua điện ấn tượng nhất mà chúng ta từng thấy, nhưng vẫn còn nhiều thách thức lớn cần vượt qua trước khi công chúng có thể tận hưởng điều tương tự.

Ducati rõ ràng cho biết ý định của họ là cuối cùng sẽ thêm một mô hình sản xuất vào danh sách sản phẩm của mình, nhưng không cho đến khi hóa học hoặc cấu trúc pin có những bước tiến lớn. Hiện tại, pin của MotoE nặng 110 kg, nhưng nó cần phải nhẹ và nhỏ gọn hơn nhiều để một chiếc mô tô sản xuất của Ducati đáp ứng mong đợi của khách hàng về hiệu suất và phạm vi.

“Chúng tôi đang hướng tới việc sản xuất mô tô điện,” Canè nói, “nhưng hiện tại công nghệ chưa sẵn sàng cho mô tô điện ‘dung tích lớn’. Đây là vấn đề lớn nhất chúng tôi đang đối mặt, do trọng lượng pin và mật độ năng lượng. Các tế bào rắn là một công nghệ thú vị, và cũng có các công nghệ khác đang đến.”

“Ngay khi chúng ta có thể đạt được mật độ năng lượng ít nhất là ba lần so với hiện tại, thì mô tô điện sẽ rất, rất thú vị,” Canè nói. “Nhưng đó không phải là điều chúng ta sẽ thấy trong thời gian ngắn. Tôi nghĩ chúng ta sẽ có cái gì đó trong vài năm, nhưng chúng ta cần một thời gian để đạt được điều đó.”