Автомобильная промышленность в настоящее время заметно меняется. Так получается, что флагманом этих изменений стали электромобили, хотя часть технологий, двигающая весь автопром к «новым горизонтам», не связана напрямую именно с силовыми установками автомобилей.
Просто получается так, что именно при производстве «электричек» компании показывает все свои актуальные наработки. А автомобили с ДВС выпускаются по накатанной, хотя понемногу новые «фишки» внедряются и туда. Ну и подход к проектированию электромобилей требует так или иначе изменений в ряде подходов. В западной специализированной прессе довольно интересно акцентируют на этом внимание, подчёркивая такую мысль:
Необходимо признать переход на электромобили не только как действие по обеспечению устойчивости, но и как триумф автомобильного сектора.
Да, экологическая повестка понемногу уходит на задний план — больше из-за смены политической риторики, конечно, но и в силу того, что изменений уже случились и «пинок извне» уже не требуется. Но нетрудно составить топ инноваций, которые будут иметь решающее значение и для внедрения электромобилей в ближайшие годы, и для развития всего мирового автопрома.
Композитные материалы
Композитные материалы в принципе меняют промышленность, и автомобильная тут — яркий пример. Они могут использоваться не только для снижения веса транспортного средства, что актуально в случае наличия тяжёлых аккумуляторов на борту. Есть множество других плюсов.
Скажем, изделия на основе композитов обеспечивают длительную устойчивость к суровым химическим и температурным условиям. То есть их использование — это способ победить ржавчину как одну из главных проблем устаревания автомобилей.
Есть и более экзотические свойства композитов, о которых говорят даже реже, чем о весе, ударопрочности и устойчивости к повреждениям. Тот факт, что композиты не содержат металлов, означает, что они не проводят ток и не являются магнитными. Вместе с этими материалами можно использовать чувствительное к соответствующим помехам оборудование, избавившись от таких проблем, как помехи и короткие замыкания.
Усовершенствованные системы помощи водителю (ADAS)
Передовые системы помощи водителю, как бы это парадоксально не звучало, на самом деле считаются шагом на пути перехода к полностью автономному транспорту. То есть исключения водителя из процесса — что не всем, конечно, нравится.
Но на данном этапе ADAS предупреждает водителя об опасности или же предпринимает собственные действия для предотвращения аварии. Бесспорна польза от таких систем, как адаптивный круиз-контроль, автоматическая тормозная система, мониторинг слепых пятен и мониторинг пешеходов, обнаружение сонливости водителя
Поскольку по сути ADAS — это системы помощи водителю на основе машинного зрения, то именно их внедрение позволяет сказать, что по-настоящему главной профессией в автопроме вскоре будет считаться профессия программиста, а не механика или инженера.
Цифровые информационно-развлекательные системы
Понятно, что мультимедиа-системы в автомобилях — не новшество, так что их улучшение касается всех транспортных средств, а не только «электричек». Автомобильные мультимедиа к тому же отлично интегрируются с другими устройствами, используемыми в повседневной жизни — смартфоны и планшеты. Это удобно.
Однако считается, что возможность подключения таких систем является одним из ключевых отличий автомобилей с питанием от аккумуляторов — потому что просто больше электричества на борту, скажем так.
И разговор, конечно, не столько об удобстве или наличии большого монитора. Мультимедиа в автомобиле — большой источник дохода, по сути это новая «точки продажи». Кроме дополнительных, в том числе платных, сервисов, связанных непосредственно с авто, это любой контент, доступный в интернете. И часть его для автомобиля придётся покупать отдельно.
Объединение автомобилей и электросети (Vehicle-to-grid — V2G)
Честно говоря, нам в России, наверное, будет сложно понять необходимость этой концепции. Однако в США и Европе тему считают актуальной. Идея в том, что электромобили (и «гибриды») должны стать источниками электричества, которое будет отдаваться в общую домовую сеть.
Ну то есть в часы, когда электричество дешевле — заряжаешь аккумулятор автомобиля, а когда оно дороже — получаешь возможность отдавать электричество обратно в сеть. Таким образом предлагается экономить, ну и снижать нагрузку на местную электрическую сеть.
Почему это актуально в тех же США? Потому что там много именно «домохозяйств» — люди живут в собственных домах, обеспечение которых электричеством является их частной проблемой. Так что использовать машину в качестве пауэрбанка или UPS`а (источника бесперебойного питания) — актуальное решение.
Общественная инфраструктура зарядки для электромобилей
Самая понятная тема — чтобы народ чаще пользовался электромобилями, надо дать им возможность заряжать аккумуляторы также быстро и просто, как заправляться бензином на АЗС. Но именно структура пользования автотранспортом (имеются ввиду те самые «домохозяйства», когда электромобиль заряжается дома) сделала эту тему не самой важной для продвижения «электричек».
Сейчас, когда соответствующая публика уже «окучена», власти в тех странах, где внедрение электромобилей поддерживается, взялись за создание «общественных зарядных станций». Имеется ввиду, что это будут сети, выстроенные таким образом, что на электромобиле можно будет без проблем путешествовать.
Пока же электромобиль в большей мере — это способ проехаться по городу от дома до офиса и обратно, чтобы за ночь подзарядить машину на следующий день. Появление возможности зарядиться «где угодно» откроет производителям доступ к новым покупателям, да и про износ аккумуляторов и самих авто забывать не стоит. Больше ездит — быстрей купит новый автомобиль.
Силовая электроника и система управления аккумулятором
У полностью электрического автомобиля гораздо меньше механических компонентов, чем у традиционного автомобиля. Но зато много электроники, которая и отвечает за связность всех систем, включая силовую. Эта электроника постоянно совершенствуется и её улучшение в том числе считается залогом развития электромоиблей.
Сюда же можно отнести и системы терморегулирования. Температура может оказывать значительное влияние на эффективность батарей, что заметно по поведения «электричек» при низкой зимней температуре.
Адаптация электромоиблей (читай — аккумуляторов) к различным климатическим условиям — задача, возможно, самая актуальная для производителей. Поскольку так или иначе пока рынок электромобилей ограничен теми странами, где климат позволяет ими пользоваться. А этот «объём спроса» конечен, причём закончится он быстро.
Электродвигатель
Электродвигатель — это ключевое новшество, без которого электромобили были бы невозможны. Ну как новшество? Понятно, что придуманы они давно, опыт их использования довольно большой, а вся проблема их использования на транспорте заключалась именно в аккумуляторах.
Но есть плюсы, которые автопроизводители всячески подчёркивают, противопоставляя «электрички» и автомобили с ДВС. К преимуществам относятся снижение затрат на техническое обслуживание, менее шумную работу и отсутствие вредных выбросов, конечно.
С точки зрения производительности автомобиля электродвигатель обеспечивает водителю практически мгновенное ускорение и более высокий крутящий момент. Всё это так или иначе будет улучшаться и, конечно, продвигаться для улучшения продаж электромобилей.
Рекуперативное торможение
«Однопедальное вождение» — это прикольно, а электромобили часто дают возможность разгоняться и замедляться с помощью исключительно педали акселератора. Считается, что поэтому электромобили легче водить.
Однако рекуперативное торможение, как известно, позволяет водителю экономить немного энергии во время движения, а автопроизводители думают, как это использовать наиболее удачно в будущем. Напомним, при данном виде торможении электродвигатель начинает работать как генератор, а вырабатываемая электроэнергия сохраняется в аккумуляторе.
Идея старая и используемая практически во всех видах электротранспорта. Однако вырабатываемой таким образом энергии не так много, чтобы говорить о весомой экономии. Автопроизводители надеются, что придумают «что-нибудь необычное» по этому поводу, чтоб как минимум хватило как повода для маркетинговых акций.
Твердотельные батареи
Современные литий-ионные аккумуляторы — решение не идеальное, но они вывели автомобильную отрасль (как и производство гаджетов, к примеру) на новый уровень. Однако главная проблема «электричек» известна — ограниченный запас хода.
Возможные преимущества твердотельных аккумуляторов — в их стоимости и производительности. Напомним, твердотельная батарея — это электрическая батарея, в которой используется твёрдый электролит (вместо жидких или гелевых полимерных электролитов).
В теории такие батарейки обеспечивают более высокую плотность энергии, более широкий диапазон не мешающих работе температур, решают проблемы с самовозгоранием, долговечностью (количеством перезарядок в том числе) и пр. В общем, за ними будущее — по крайней мере на твердотелые батареи автопроизводители делают высокие ставки.