Lịch sử của cổng OBD và tương lai của chuẩn cổng sạc trên ô tô điện (Phần 2)

Lịch sử của cổng OBD

Sau một thời gian sống trong mịt mù khói bụi với những cỗ máy V8 uống xăng như thuồng luồng, rồi sau khủng hoảng dầu mỏ của những năm 73 và 79, nước Mỹ bắt đầu suy tính đến việc kiểm soát chất lượng không khí. Trong đó, California đã cố gắng đưa vào sử dụng 1 loại cổng chẩn đoán để kiểm soát việc xả thải, tiêu thụ nhiên liệu cũng như giúp cho các hãng xe có thể thuận tiện chẩn đoán các lỗi của 1 chiếc xe qua 1 cổng cắm.

Chiểu theo ý của Trung tâm kiểm soát chất lượng không khí California (California Air Resources Board- CARB), các nhà sản xuất vội vàng trang bị cổng OBD I vào năm 1982. Với tâm thế chống chế, mỗi hãng xe quyết định trang bị riêng cho mình một loại cổng (khác nhau) với phần mềm riêng để có thể truy cập. Chính vì có quá nhiều loại cổng, CARB đã tiêu tốn kha khá thời gian và tiền để kiểm soát một thứ tiêu chuẩn mà chẳng ai giống ai. Họ buộc phải quay trở lại bàn nghiên cứu.

Sau một thời gian và tốn kha khá tóc của các nhà làm luật cũng như nhà khoa học (vò đầu bứt tai), CARB đã sẵn sàng tuyên bố tới các hãng xe: “Có cố gắng trong việc chống chế đấy, giờ thì các cậu nghe rõ nhé: Tớ sẽ đưa quy chuẩn về 1 loại cổng 16-pin chung. Về việc mỗi pin sẽ truyền thông tin gì, phần mềm cũng sẽ theo quy chuẩn và thậm chí mã báo lỗi cũng như thuật ngữ chung cũng sẽ được bọn tớ cung cấp theo tiêu chuẩn đây. Giờ về mà làm theo đi nhé, không tuân thủ trước hạn chót năm 1994 thì đừng hòng mang xe vào bang tớ mà bán. Tiêu chuẩn này sẽ được bọn tớ bắt đầu triển khai dần từ năm 1989 đổ đi, nên là các cậu cũng cố gắng bỏ cái OBD I đi nhé.”

Từ năm 1996 chuẩn OBD II chính thức được đưa vào sử dụng trên toàn nước Mỹ

Thấy tiêu chuẩn này hiệu quả trong việc giảm tác động lên môi trường, quốc hội Mỹ cũng thông qua việc sửa đổi luật bảo vệ môi trường ngay sau đó (Clean Air Act 1990), chính thức đưa chuẩn OBD II vào sử dụng trên toàn nước Mỹ, bắt đầu từ năm 1996. Cực chẳng đã, các nhà sản xuất xe đành phải tuân thủ theo những quy định và quy tắc ngặt nghèo này cho những chiếc xe mới mà họ đem đi bán. Tuy nhiên vẫn có một lỗ hổng lớn của luật đó là các nhà sản xuất không phải hoàn toàn tuân thủ tất cả các tiêu chuẩn ngay vào năm 1996, mà dần dần tới năm 1999 mới chính thức hoàn toàn phải tuân thủ.

Tất nhiên, không phải hãng xe nào cũng chống chế với việc trang bị cổng OBD II mới. Họ nghĩ rằng, thay vì cưỡng lại lệnh Uncle Sam, cách đơn giản hơn cả là trang bị cổng này từ sớm, bán đại trà cho toàn bộ nước Mỹ. Trên góc độ kinh tế, một cổng chẩn đoán này không dễ và rẻ để sản xuất, nhất là khi nó yêu cầu đọc rất nhiều thông số từ các cảm biến và cụm ECU của xe.

Chức năng của cổng OBD

Để giúp bạn dễ hiểu chức năng của cổng OBD, mình sẽ lấy một ví dụ từ một chiếc xe động cơ đốt trong. ECU của một chiếc xe có thể hiểu như bộ não chính của cả chiếc xe, điều khiển cách một chiếc xe hoạt động. Ví dụ, nếu kim phun bơm thừa xăng, các sensor sẽ nhận được thông tin này và truyền nó ngược về ECU để xử lý, giảm lượng xăng bơm qua các kim phun. Rồi thông tin từ ECU sẽ được truyền gần như trực tiếp tới cổng OBD, để thợ sửa chữa cũng như các phòng test khí thải với phần mềm truy cập riêng có thể xem và đối chiếu. Bằng việc đo các chỉ số về mà các sensor cung cấp, phần mềm sẽ tự động sử dụng thuật toán tính toán lượng khí thải, cũng như đối chiếu ngang với các sensor lắp ngoài trong điều kiện thử nghiệm để kiểm tra về khí thải của xe. Hơn nữa, bản thân cổng OBD cũng có thể can thiệp ngược vào ECU, xóa các lệnh và đèn báo lỗi mà xe hiển thị. Đây chính là cách thức mà cổng OBD hoạt động và cũng chính là cách mà Volkswagen từng gian lận khí thải trước đây.

Với những người dùng không có các phần mềm truy cập nói trên, cổng OBD cũng hiển thị tên các lỗi mà ECU nhận được hoặc đọc được các đèn báo lỗi mà không cần đến phần mềm riêng (do mã báo lỗi và thuật ngữ đã được quy chuẩn). Chính vì lý do kinh tế, việc chỉ bán một mẫu xe dành riêng cho một bang duy nhất với loại cổng OBD mới này là không hợp lý. Sản xuất một mẫu xe chung cho cả nước Mỹ sẽ tiết kiệm tiền thiết kế và viết các dòng lệnh riêng cho ECU. Tiến gần hơn tới hiện tại, những mẫu xe được bán rộng rãi toàn cầu cũng dần đem cổng này làm tiêu chuẩn sản xuất chung của nhiều hãng xe và nhiều quốc gia cũng như vùng lãnh thổ đang sử dụng cổng này để kiểm soát khí thải.

Nếu cắt những option kiểm soát bởi chính ECU nhưng không vá lỗi, sẽ dẫn đến tình trạng xe không hoạt động chính xác như mong muốn, như Honda từng gặp phải với xe CR-V tại Việt Nam.

Mặt khác, hãng xe nào cũng có những trang bị khác nhau cho từng thị trường hoặc khu vực, phục vụ thị hiếu khác nhau, dẫu cho được sản xuất tại cùng một nhà máy. Nhưng thay 1 bộ giảm xóc, hoặc nhiều hơn như cắt bỏ trang bị sẽ không có ảnh hưởng nhiều đến cách 1 chiếc xe hoạt động. Nếu cắt những option kiểm soát bởi chính ECU nhưng không vá lỗi, sẽ dẫn đến tình trạng xe không hoạt động chính xác như mong muốn, như Honda từng gặp phải với xe CR-V tại Việt Nam.

Tương lai của chuẩn cổng sạc trên xe điện

Việc cắt 1 cổng có quá nhiều thông tin được dẫn truyền tới và thay đổi hết các lệnh trong ECU không đơn giản, lại càng không rẻ. Với xe điện cũng vậy. Đặt giả thiết bạn là một người muốn mua xe điện và thường xuyên cần sạc nhanh (do quãng đường di chuyển của bạn rất lớn). Cổng sạc thường theo một chuẩn nhất định, vì mỗi chân trong cổng sạc điều khiển một chức năng khác nhau cho việc sạc xe. Nếu bạn thực sự muốn sạc một chiếc xe với tốc độ nhanh nhất có thể, việc thay đổi 1 cổng sạc thường đi kèm với việc thay đổi bộ chuyển đổi nguồn trong xe để có thể thích ứng với dòng điện khác hẳn của chuẩn mới. Cũng có 1 số xe làm được điều này một cách đơn giản hơn, như một vài mẫu xe Tesla sản xuất tại thị trường Úc nửa cuối năm 2019. Với 800 AUD và 1 vài tiếng trong xưởng sửa chữa của Tesla, hoặc được Tesla chứng nhận, bạn có thể đổi cổng sạc của bạn từ cổng Supercharger sang CCS Combo nếu muốn (hoặc do tiêu chuẩn sạc có rộng rãi hơn ở khu vực bạn sinh sống, vì trạm sạc Supercharger hiện đang là trạm sạc có tốc độ nhanh nhất).

Suy cho cùng, không phải hãng xe nào cũng có khả năng này, mà trong thực tiễn, nếu chỉ phục vụ nhu cầu đi lại hàng ngày (ít) thậm chí việc sạc chậm cũng có thể thỏa mãn mục đích sạc xe. Nhưng liệu có ai muốn nạp nhiên liệu thứ phương tiện sử dụng hằng ngày với tốc độ rùa bò? Mình có một suy nghĩ khác nữa, là nếu việc bạn đã mất 1 số tiền không nhỏ để mua xe điện, rồi lại phải mất thêm tiền để lắp trạm sạc nhanh dân dụng ngay trong nhà, rồi phải mua thêm adapter để có thể sử dụng các trạm sạc mà khi đi đường bạn tấp vào, rồi còn nhiều chi phí khác nữa; nó khiến bạn cảm thấy việc mua một chiếc xe động cơ đốt trong trở nên đơn giản và thuận tiện hơn nhiều, khi thời gian đổ xăng nhanh mà gần như mọi trạm xăng đều có thứ nhiên liệu bạn đang sử dụng. Điều này đi ngược hẳn với mục tiêu ban đầu mà xe điện đặt ra: Thay thế xe sử dụng động cơ đốt trong.

Khi tất cả xe điện đều sử dụng 1 đến 2 cổng sạc chung, tất cả mọi thứ sẽ trở nên đơn giản từ khâu sản xuất cho đến tiêu dùng.

Chính vì vậy, việc quy chuẩn 1 đến 2 loại cổng sạc là vô cùng cấp thiết với sự phát triển của xe điện. Khi tất cả xe điện đều sử dụng 1 đến 2 cổng sạc chung, tất cả mọi thứ sẽ trở nên đơn giản từ khâu sản xuất cho đến tiêu dùng. Các nhà cung ứng cổng sạc sẽ dễ dàng sản xuất 1 vài loại cổng sạc cũng như bộ chuyển đổi nguồn; các trạm sạc cũng sẽ tối giản hóa về 1 vài loại chân sạc, giúp việc phủ nhiều trạm sạc tới khắp nơi trở nên đơn giản hơn; người dùng sẽ không phải lo nghĩ về việc phải mang theo 1 cái adapter, hay 1 cái sạc chậm theo xe đề phòng việc không có chỗ để sạc...

Tất cả những điểm này đều có lợi tới sự phát triển của xe điện. Nhưng làm thế nào để đạt tới tương lai này? Có 2 cách: 1 là qua các nhà làm luật, 2 là qua chính sức mua của người dùng. Nếu các nhà làm luật đưa ra một quy chuẩn chung, giống như cách OBD II ra đời, các nhà sản xuất buộc sẽ phải tuân theo. Nhưng việc sạc một chiếc xe không phải là một vấn đề đủ to lớn để các nhà làm luật can thiệp, đây chính là lúc sức mua của người tiêu dùng lên tiếng. Suy cho cùng, các nhà sản xuất xe cũng hoạt động vì lợi ích kinh tế. Khi người dùng ở một thị trường đã có 1 số quy chuẩn được đi vào sử dụng nhất định tăng sức mua, các nhà sản xuất cũng không thể làm ngơ.

Mình từng nghe chuyện một vài người dùng sẵn sàng mua xe của một hãng khác, khi việc sạc những chiếc xe này đơn giản hơn do việc sử dụng chuẩn sạc có sẵn hơn tại nơi họ sống. Không có nhiều hãng xe sẽ sẵn sàng sản xuất vài ba biến thể cho từng thị trường chỉ dựa vào chuẩn cổng sạc, họ càng không thể đánh mất thị phần chỉ vì một thứ cỏn con. Và với việc càng nhiều hãng xe sản xuất xe dựa theo một thứ chuẩn đã có sẵn trên thị trường (thường là CCS Combo hoặc CHAdeMO), các nhà sản xuất khác và các start-up cũng sẽ dần dần thay đổi theo. Khi đưa những chiếc xe vào sử dụng, việc có thể sử dụng ngay những hệ thống trạm sạc đã được xây dựng sẵn sẽ tiết kiệm hơn rất nhiều việc xây hệ thống sạc của riêng từng hãng xe.

Với việc xe điện là sự phát triển không thể tránh khỏi của ngành ô tô, lượng người mua xe mới cũng sẽ dần dần chuyển sang mua xe điện thay vì những cỗ máy đốt nhiên liệu hóa thạch mịt mù trong quá khứ. Đây chính là lúc người dùng được quyền bầu chọn cho một vài chuẩn cổng sạc dựa trên chính sức mua của mình. Chính trong quá khứ, kể cả không phải do việc có luật ban hành, California cũng có thể kích thích các nhà sản xuất chuyển sang sử dụng cổng OBD II trên toàn nước Mỹ: Bằng chính sức mua của người tiêu dùng.