Hãng xe General Motors (GM) đang nỗ lực xây dựng “chiếc xe của tương lai”, với trọng tâm là phần mềm liên tục được cập nhật, tích hợp các tính năng tiên tiến và khả năng tự hành ngày càng nâng cao.
Tuy nhiên, trong bối cảnh xu hướng tại Mỹ và nhiều khu vực khác, rõ ràng một số mẫu xe tương lai vẫn sẽ sử dụng động cơ xăng.
Trong khi ngành công nghiệp ô tô tập trung phát triển các phương pháp sản xuất xe điện tiên tiến với chi phí thấp hơn, General Motors cũng áp dụng chiến lược tương tự cho các dòng xe sử dụng động cơ xăng.
Hơn thế, hãng đang phát triển một kiến trúc hệ thống điện và phần mềm thống nhất, có thể áp dụng cho mọi dòng xe, từ những mẫu xe compact chạy xăng tại thị trường Mỹ Latinh đến các mẫu SUV điện cỡ lớn như Cadillac.
Phó Chủ tịch cấp cao mảng Kỹ thuật Phần mềm và Dịch vụ của General Motors, ông David Richardson, chia sẻ rằng hệ thống tính toán tập trung thế hệ mới sẽ ra mắt vào năm 2028, bắt đầu với mẫu Cadillac Escalade IQ.
Ông nhấn mạnh rằng công nghệ này không phụ thuộc vào loại động cơ, nghĩa là nó có thể hoạt động trên cả xe điện và xe xăng, mang lại hiệu quả vượt trội.
Đây là một nhiệm vụ không hề đơn giản, như các lãnh đạo và kỹ sư của General Motors đã chia sẻ tại sự kiện GM Forward ở New York.
Nếu thành công, hãng có thể áp dụng những điểm mạnh từ quá trình phát triển xe điện vào các mẫu xe xăng, giúp giảm số lượng linh kiện, chi phí bảo trì, tiết kiệm năng lượng và hạ giá thành vận hành theo thời gian.
Kiến trúc tính toán tập trung của General Motors
General Motors gọi đây là “kiến trúc tính toán tập trung”. Để hiểu rõ tầm quan trọng của nó, cần nhìn lại cách hệ thống điện tử trên ô tô đã phát triển. Những bộ điều khiển động cơ (ECU) đầu tiên xuất hiện cùng với các mô-đun điều khiển phun nhiên liệu điện tử vào những năm 1980.
Theo thời gian, khi ô tô ngày càng hiện đại, nhiều hệ thống máy tính được bổ sung, từ phanh chống bó cứng, điều hòa không khí, đến hệ thống thông tin giải trí, định vị, an toàn và cơ cấu cửa sổ. Tuy nhiên, các hệ thống này thường do các công ty khác nhau sản xuất, thiếu sự liên kết, trong khi phần mềm điều khiển lại có thể đến từ những nhà cung cấp khác.
Cách tiếp cận này giống như việc lắp ráp một chiếc xe từ những mảnh ghép rời rạc, thiếu sự đồng bộ. Nếu thiết kế một chiếc xe từ đầu ngày nay, các nhà sản xuất sẽ ưu tiên sử dụng ít bộ điều khiển riêng lẻ nhất có thể, kết nối chúng qua một nền tảng phần mềm hiện đại duy nhất.
Đây chính là cách mà các mẫu xe điện tiên tiến hiện nay được xây dựng, với kiến trúc gọi là “zonal architecture” - chia các khu vực trong xe và điều khiển bởi một số lượng nhỏ hệ thống máy tính.
Tesla là hãng tiên phong trong mô hình này, và các công ty như Rivian hay các nhà sản xuất ô tô Trung Quốc cũng đang áp dụng ý tưởng tương tự.
Ngược lại, kiến trúc “domain-based” truyền thống đòi hỏi nhiều dây dẫn, linh kiện và phần mềm phức tạp hơn, đồng thời hạn chế khả năng cập nhật phần mềm để bổ sung tính năng mới hoặc sửa lỗi.
Các hãng xe đều mong muốn áp dụng kiến trúc zonal cho xe điện thế hệ mới, bởi chi phí pin vẫn cao, buộc họ phải tối ưu hóa sản xuất và tích hợp các tính năng phần mềm tiên tiến để tăng doanh thu.
Tuy nhiên, khi doanh số xe điện tăng chậm, các ưu đãi thuế hết hạn, và các hãng như General Motors nhận ra rằng họ chưa thể chuyển hoàn toàn sang xe điện, câu hỏi đặt ra là làm thế nào để áp dụng những đổi mới này cho xe xăng?
Cách tiếp cận của General Motors với cả xe điện và xe xăng
Việc chuyển sang kiến trúc zonal dễ dàng hơn đối với các hãng chỉ sản xuất xe điện. Nhưng với General Motors, một hãng xe toàn cầu với cả xe xăng và xe điện, việc kết hợp phương pháp mới và truyền thống là một thách thức lớn về chi phí.
Kiến trúc tính toán tập trung được thiết kế để giải quyết vấn đề này, theo ông Gary Cygan, Giám đốc Kỹ thuật Nền tảng của General Motors.
Hệ thống này giảm đáng kể số lượng mô-đun trên xe bằng cách tích hợp chúng vào một vài đơn vị nhỏ hơn. Một máy tính trung tâm làm mát bằng chất lỏng đảm nhận vai trò của 12 mô-đun truyền thống, xử lý toàn bộ hoạt động “tư duy” của xe.
Một mô-đun khác quản lý kết nối như radio, Bluetooth, WiFi và mạng 5G. Ngoài ra, ba “bộ tổng hợp” hoạt động như các trạm trung chuyển, tiếp nhận tín hiệu từ hàng trăm cảm biến và truyền về máy tính chính.
Điều này mang lại lợi ích gì cho người dùng? Theo ông Cygan, hệ thống mới loại bỏ hoàn toàn hộp cầu chì truyền thống, với các bộ tổng hợp đảm nhận chức năng này.
Hơn nữa, nó cho phép bổ sung các tính năng mới nhanh chóng hơn. Ông nhấn mạnh rằng hệ thống không chỉ đơn thuần tích hợp các chức năng hiện có vào một đơn vị, mà còn nâng cấp khả năng tính toán, kết nối và giao tiếp trong xe.
Hệ thống này cũng giúp giảm chi phí và độ phức tạp. Tuy nhiên, vì General Motors đang bổ sung thêm nhiều tính năng mới, chưa rõ liệu giá bán cho người tiêu dùng có giảm hay không.
Ông Cygan giải thích rằng nếu giữ nguyên các tính năng hiện tại, kiến trúc mới sẽ giảm chi phí vật liệu, nhưng việc bổ sung chip mạnh hơn và khả năng điều khiển mạch điện đồng thời sẽ tăng thêm chi phí.
Hệ thống này cũng cần đáp ứng các nhu cầu khác nhau giữa xe điện và xe xăng. Ví dụ, việc làm mát máy tính trung tâm trên xe điện có thể tận dụng hệ thống làm mát pin, nhưng trên xe sử dụng động cơ đốt trong, việc tìm nguồn chất làm mát phù hợp là một thách thức, bởi chất làm mát trong động cơ thường nóng hơn mức cần thiết.
Hệ thống sẽ ra mắt trên mẫu Cadillac Escalade IQ vào năm 2028, và sau đó được áp dụng cho toàn bộ dòng xe của General Motors, kể cả các mẫu hiện tại, mà không yêu cầu thiết kế lại hoàn toàn.
Ông Cygan cho rằng hệ thống này còn cải thiện khả năng sửa chữa, nhờ giảm số lượng linh kiện và thời gian chẩn đoán lỗi.
Tầm nhìn phần mềm của General Motors
Tại sự kiện GM Forward, General Motors khẳng định tương lai của hãng nằm ở robot, trí tuệ nhân tạo và xe tự hành. Tuy nhiên, hãng vẫn phải tích hợp những công nghệ này vào các mẫu xe xăng trong giai đoạn hiện tại. Theo General Motors, hệ thống mới mang lại trải nghiệm tốt hơn cho người dùng nhờ các tính năng tiên tiến.
Ông Richardson chia sẻ rằng hệ thống cho phép xe luôn được cập nhật, với tần suất cập nhật phần mềm gấp 10 lần so với trước đây.
Hệ thống tự hành phản ứng trong tích tắc, kết hợp với mạng xe có băng thông lớn gấp 1.000 lần, mang đến trải nghiệm giải trí phong phú và hỗ trợ các ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong tương lai. Đây được xem là bước nhảy vọt để tạo ra những chiếc xe có khả năng “tư duy” và phản ứng như một thể thống nhất.
Việc chuẩn hóa phần mềm trên toàn bộ dòng xe cũng giúp tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên, hiệu quả của kiến trúc này vẫn cần được kiểm chứng, đặc biệt khi các nền tảng phần mềm mới, kể cả từ General Motors, từng gặp không ít trục trặc ban đầu.
Dù người dùng chưa sẵn sàng từ bỏ xe xăng, những chiếc xe tương lai của General Motors rõ ràng sẽ thừa hưởng nhiều bài học từ xe điện. Những tham vọng về xe tự hành và phần mềm của hãng phụ thuộc rất nhiều vào bước tiến này.
