Hãy hình dung một chuyến đi đường dài trong tương lai, khi xe điện có thể bổ sung một phần năng lượng nhờ ánh nắng mặt trời, còn hệ thống hỗ trợ lái giúp phát hiện nguy cơ va chạm trước khi người lái nhìn thấy phương tiện nguy hiểm.
Trên đường, các phương tiện có thể trao đổi thông tin về tốc độ, hướng di chuyển và trạng thái phanh. Khi một xe phía trước phanh gấp hoặc một phương tiện tiến đến giao lộ khuất tầm nhìn, hệ thống có thể cảnh báo sớm, hỗ trợ người lái phản ứng kịp thời.
Khi đỗ tại nhà, một số mẫu xe điện có khả năng cấp điện ngược trở lại hệ thống điện gia đình hoặc lưới điện, nếu xe, bộ sạc và hạ tầng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật tương ứng.
Những kịch bản này không hoàn toàn nằm ngoài thực tế. Xe điện tích hợp pin mặt trời đã được phát triển, dịch vụ taxi tự hành đang hoạt động tại một số thành phố, còn công nghệ truyền điện hai chiều đang được thử nghiệm và triển khai ở nhiều thị trường.
Tuy nhiên, mức độ phổ biến của từng công nghệ vẫn khác nhau. Một số đã được thương mại hóa, trong khi những công nghệ khác mới dừng ở giai đoạn nghiên cứu hoặc thử nghiệm.
Ô tô điện có thể khai thác năng lượng mặt trời
Một hướng phát triển của xe điện là tích hợp các tấm pin mặt trời để bổ sung năng lượng cho pin chính. Lượng điện tạo ra phụ thuộc vào diện tích pin, hiệu suất chuyển đổi, thời tiết, vị trí địa lý và thời gian xe tiếp xúc với ánh nắng.
Công ty Aptera đã giới thiệu mẫu xe điện tích hợp các tấm pin quang điện trên thân xe. Theo công bố của hãng, hệ thống có thể bổ sung năng lượng tương đương quãng đường tối đa khoảng 40 dặm (64km) mỗi ngày trong điều kiện nắng thuận lợi.
Xe cũng được thiết kế để sạc từ nguồn điện bên ngoài, do đó không nên hiểu đây là phương tiện hoàn toàn không cần sạc.
Xe tự hành sẽ tự giao tiếp với nhau trong tương lai (Ảnh: Jack Hudson).
Mercedes-Benz đang nghiên cứu một loại vật liệu quang điện dạng lớp phủ mỏng có thể tích hợp trên bề mặt thân xe.
Theo hãng, hệ thống có hiệu suất chuyển đổi quang năng khoảng 20%. Với diện tích hoạt động khoảng 11m², tương đương bề mặt của một mẫu SUV cỡ trung, hệ thống có thể tạo ra lượng điện tương đương nhu cầu di chuyển tối đa khoảng 12.000km mỗi năm trong điều kiện lý tưởng.
Mercedes-Benz cho biết điện năng thu được có thể được sử dụng để vận hành xe hoặc nạp vào pin cao áp. Tuy nhiên, đây vẫn là công nghệ đang được nghiên cứu, chưa phải trang bị phổ biến trên các mẫu xe thương mại.
Ở chiều ngược lại, công nghệ truyền điện từ xe về lưới điện (Vehicle-to-Grid - V2G) cho phép xe điện cấp điện trở lại lưới khi có nhu cầu. Trong những mô hình phù hợp, chủ xe có thể nhận khoản thanh toán cho lượng điện cung cấp hoặc được hưởng lợi từ biểu giá điện theo thời gian sử dụng.
Dù vậy, khả năng triển khai V2G phụ thuộc vào việc xe và bộ sạc có hỗ trợ truyền điện hai chiều hay không, khả năng tương thích giữa các hệ thống, quy định của đơn vị điện lực và cơ chế thanh toán tại từng thị trường. Vì vậy, không phải mọi xe điện hiện nay đều có thể bán điện trở lại lưới.
Công nghệ giao tiếp giữa các phương tiện giúp cảnh báo sớm
Một hướng phát triển khác là công nghệ giao tiếp giữa phương tiện với mọi đối tượng liên quan đến giao thông (V2X), bao gồm kết nối giữa xe với xe (V2V), xe với hạ tầng (V2I) và xe với các thiết bị khác.
Thông qua kết nối không dây, các phương tiện có thể trao đổi dữ liệu như tốc độ, vị trí, hướng di chuyển và trạng thái phanh. Trong một số tình huống, thông tin này giúp hệ thống phát hiện nguy cơ từ phương tiện khuất tầm nhìn, chẳng hạn xe đang tiến đến giao lộ hoặc phương tiện phía trước phanh gấp.
Khả năng liên lạc phụ thuộc vào công nghệ truyền dẫn, điều kiện môi trường và cấu hình hệ thống. Vì vậy, không nên coi một khoảng cách truyền tín hiệu cố định là tiêu chuẩn chung cho mọi hệ thống V2V.
V2X có thể bổ sung thông tin cho camera, radar và các cảm biến trên xe, nhưng không loại bỏ hoàn toàn điểm mù. Hiệu quả cảnh báo còn phụ thuộc vào việc các phương tiện có được trang bị hệ thống tương thích, chất lượng dữ liệu và độ trễ truyền thông.
Hướng đến xe tự hành với sự hỗ trợ của AI
Các tính năng như kiểm soát hành trình thích ứng và hỗ trợ giữ làn đã xuất hiện trên nhiều mẫu xe thương mại. Tuy nhiên, đây chủ yếu là những hệ thống hỗ trợ lái, vẫn yêu cầu tài xế giám sát và sẵn sàng can thiệp.
Theo báo cáo *Autonomous Vehicles: Timeline and Roadmap Ahead* công bố năm 2025 của Diễn đàn Kinh tế Thế giới, xe có khả năng tự hành cấp độ 4 được dự báo chỉ chiếm khoảng 4% lượng xe du lịch mới bán ra vào năm 2035. Dự báo này cho thấy sự phổ biến của xe tự hành hoàn toàn trong phạm vi vận hành được thiết kế vẫn có thể diễn ra chậm hơn kỳ vọng trước đây.
Một ví dụ về công nghệ tự động hóa cấp độ cao là DRIVE PILOT của Mercedes-Benz. Hệ thống được chứng nhận cấp độ 3 theo tiêu chuẩn SAE, cho phép phương tiện đảm nhận nhiệm vụ lái trong những điều kiện được quy định. Khi hệ thống hoạt động, người lái có thể tạm thời rời mắt khỏi đường và thực hiện một số hoạt động khác được cho phép, nhưng vẫn phải sẵn sàng tiếp quản khi có yêu cầu.
Tại Mỹ, DRIVE PILOT được chứng nhận tại California và Nevada, nhưng chỉ hoạt động trên các tuyến đường và trong những điều kiện đáp ứng yêu cầu của hệ thống. Tại Đức, hệ thống cũng chỉ được sử dụng khi đáp ứng các điều kiện vận hành được phê duyệt.
Trong tương lai, trí tuệ nhân tạo có thể giúp hệ thống lái xử lý tốt hơn các tình huống phức tạp như người đi bộ do dự khi sang đường, mặt đường ngập nước hoặc công trường có phương án phân luồng bất ngờ. Tuy nhiên, đây vẫn là một thách thức lớn đối với việc phát triển xe tự hành an toàn trong nhiều điều kiện giao thông khác nhau.
Bên cạnh khả năng tự điều khiển, các nhà sản xuất cũng phát triển hệ thống giám sát người lái. Camera trong khoang lái có thể theo dõi hướng nhìn và trạng thái tỉnh táo để phát hiện dấu hiệu mất tập trung hoặc buồn ngủ. Một số hệ thống hỗ trợ khẩn cấp có thể phát cảnh báo, giảm tốc hoặc đưa xe đến trạng thái dừng an toàn nếu người lái không phản hồi, nhưng tính năng cụ thể phụ thuộc từng mẫu xe và điều kiện vận hành.
Taxi tự hành đã hoạt động tại một số thành phố
Taxi tự hành đã chuyển từ giai đoạn thử nghiệm sang cung cấp dịch vụ tại một số khu vực ở Mỹ. Waymo, công ty thuộc Alphabet, đang cung cấp dịch vụ chở khách bằng xe tự hành tại nhiều thành phố, trong đó có San Francisco, Phoenix và Los Angeles.
Xe tự hành thử nghiệm trên đường phố (Ảnh: Getty).
Tuy nhiên, phạm vi hoạt động của dịch vụ không đồng nghĩa với toàn bộ địa bàn thành phố đều được phục vụ. Các khu vực đón trả khách, điều kiện vận hành và khả năng tiếp cận dịch vụ có thể khác nhau.
Những công ty khác cũng đang phát triển phương tiện và nền tảng vận hành tự hành. Volkswagen thông qua MOIA đã giới thiệu mẫu ID. Buzz AD dành cho dịch vụ di chuyển tự hành. Tại Mỹ, MOIA và Uber triển khai thử nghiệm trên đường phố Los Angeles, với kế hoạch bắt đầu cung cấp dịch vụ trong năm 2026.
Xe tự hành thường kết hợp dữ liệu từ camera, radar, LiDAR và bản đồ số để nhận biết môi trường xung quanh, xác định vị trí và lập kế hoạch di chuyển. Tùy thiết kế, hệ thống có thể sử dụng bản đồ độ phân giải cao cùng dữ liệu cập nhật theo thời gian thực để hỗ trợ ra quyết định.
Việc mở rộng dịch vụ trên diện rộng vẫn gặp nhiều thách thức, gồm chi phí phát triển và vận hành, khả năng xử lý tình huống hiếm gặp, yêu cầu pháp lý và nhu cầu kiểm thử trong nhiều điều kiện giao thông. Vì vậy, sự phát triển của robotaxi trong thời gian tới nhiều khả năng vẫn tập trung tại những khu vực đáp ứng điều kiện kỹ thuật và pháp lý.
Pin thế hệ mới hướng đến tăng tầm hoạt động và rút ngắn thời gian sạc
Công nghệ pin tiếp tục là một trong những yếu tố quan trọng định hình sự phát triển của xe điện. Pin lithium-ion hiện vẫn chiếm ưu thế nhờ mật độ năng lượng tương đối cao, hệ sinh thái sản xuất phát triển và chi phí ngày càng cạnh tranh.
Tuy nhiên, pin lithium-ion vẫn đối mặt với những thách thức liên quan đến thời gian sạc, tuổi thọ, chi phí và an toàn. Trong một số điều kiện sạc nhanh hoặc vận hành không phù hợp, hiện tượng hình thành lithium kim loại trên bề mặt điện cực có thể làm tăng nguy cơ hư hỏng pin.
Pin thể rắn được kỳ vọng cải thiện mật độ năng lượng và an toàn nhờ sử dụng chất điện phân rắn thay cho chất điện phân lỏng trong nhiều thiết kế. Về lý thuyết, công nghệ này có thể giúp phát triển những bộ pin nhẹ hơn, lưu trữ nhiều năng lượng hơn và hỗ trợ sạc nhanh.
Dù vậy, các mục tiêu về tầm hoạt động hơn 1.000km hoặc thời gian sạc chỉ vài phút không thể áp dụng chung cho toàn bộ pin thể rắn. Hiệu năng thực tế phụ thuộc vào cấu trúc pin, vật liệu, hệ thống quản lý nhiệt, công suất sạc và điều kiện thử nghiệm. Việc sản xuất hàng loạt với chi phí cạnh tranh cũng là một rào cản cần giải quyết.
Một hướng phát triển khác là pin natri-ion, sử dụng natri thay cho lithium làm thành phần chính của hệ thống lưu trữ điện hóa. Natri có nguồn tài nguyên dồi dào, giúp đa dạng hóa nguồn cung nguyên liệu và giảm sự phụ thuộc vào một số chuỗi cung ứng khoáng sản.
Pin natri-ion vẫn có những hạn chế về mật độ năng lượng tùy cấu hình, nhưng có thể phù hợp với một số ứng dụng ưu tiên chi phí, khả năng hoạt động ở nhiệt độ thấp hoặc lưu trữ năng lượng.
Tháng 2/2026, CATL và Changan công bố mẫu xe du lịch sử dụng pin natri-ion, với tầm hoạt động được hãng công bố ở mức hơn 400km. Đây là dấu mốc đáng chú ý đối với việc đưa công nghệ này vào xe du lịch, dù hiệu năng sử dụng thực tế và mức độ phổ biến trên thị trường vẫn cần được theo dõi.
Trong những năm tới, pin lithium-ion, pin thể rắn và pin natri-ion có thể cùng tồn tại, phục vụ các phân khúc xe và nhu cầu khác nhau thay vì một công nghệ duy nhất thay thế hoàn toàn những công nghệ còn lại.