Електрически автомобил вчера, днес, утре: част 1

E-Mobility Emerging Challenges Series

Статистическият анализ и стратегическото планиране са много сложни науки и настоящата здравна ситуация, социално-политическата ситуация в света доказва това. В момента никой не може да каже какво ще се случи след края на пандемията по отношение на автомобилния бизнес, главно защото не се знае кога ще се случи. Ще се променят ли изискванията за емисии на въглероден диоксид и разход на гориво в света и по-специално в Европа? Как това, в комбинация с ниските цени на петрола и намаляващите приходи на хазната, ще повлияе на мобилността. Ще продължат ли да нарастват субсидиите им или ще се случи обратното? Ще бъдат ли предоставени пари, които да помогнат (ако има такива) на автомобилни компании да инвестират в зелени технологии.

Китай, който вече се възстановява от кризата, със сигурност ще продължи да търси начин да стане лидер в новата мобилност, тъй като не се е превърнал в технологичен авангард в старата. Днес повечето производители на автомобили все още продават предимно конвенционални превозни средства, но през последните години са инвестирали много в мобилност, така че са готови за различни сценарии след кризата. Разбира се, дори и най-мрачните прогнозни сценарии не включват нещо толкова радикално като това, което се случва. Но, както казва Ницше, „Това, което не ме убива, ме прави по-силен“. Как автомобилните компании и подизпълнителите ще променят своята философия и какво ще бъде тяхното здраве, предстои да разберем. Със сигурност ще има работа за производителите на литиево-йонни клетки. И преди да продължим с технологичните решения в областта на електродвигателите и батериите, ще ви припомним някои части от историята и платформените решения в тях.

Нещо като въведение ...

Пътят е дестинацията. Тази на пръв поглед проста мисъл за Лао Дзъ осмисля динамичните процеси, протичащи в автомобилната индустрия в момента. Вярно е, че различни периоди от нейната история също са определяни като „динамични“ като двете петролни кризи, но факт е, че днес в тази област наистина протичат значителни трансформационни процеси. Може би най-добрата картина на стреса ще дойде от отделите за планиране, развитие или връзки с доставчици. Какъв ще бъде обемът и относителният дял на електрическите превозни средства в общото производство на превозни средства през следващите години? Как да се структурира доставката на компоненти като литиево-йонни клетки за батерии и кой ще бъде доставчик на материали и оборудване за производството на електродвигатели и силова електроника. Инвестирайте в собствените си разработки или инвестирайте, купувайте акции и сключвайте договори с други доставчици на производители на електрически задвижвания. Ако трябва да се проектират нови платформи на каросерията според спецификата на въпросното задвижване, трябва ли да се адаптират съществуващите универсални платформи или да се създадат нови универсални платформи? Огромен брой въпроси, на базата на които трябва да се вземат бързи решения, но на базата на сериозен анализ. Защото всички те са свързани с огромни разходи от страна на компаниите и преструктуриране, което по никакъв начин не трябва да навреди на развитието на класически двигател с двигатели с вътрешно горене (включително дизелов двигател). В крайна сметка обаче те са тези, които правят печалби за автомобилните компании и трябва да осигурят финансов ресурс за разработването и внедряването на нови електрически модели. А сега кризата...

Дизелово гориво

Анализът на база статистика и прогнози е трудна работа. Според много прогнози през 2008 г. цената на петрола вече трябва да надхвърли 250 долара за барел. След това дойде икономическата криза и всички интерполации се сринаха. Кризата приключи и VW Bordeaux провъзгласи дизеловия двигател и стана стандартен носител на дизеловата идея, с програми, наречени „Ден на дизела“ или Д-ден по аналогия с Деня на Нормандия. Идеите му наистина започнаха да покълват, когато се оказа, че пускането на дизела не е направено по най-честния и чист начин. Статистиката не отчита подобни исторически събития и приключения, но нито индустриалният, нито социалният живот са безплодни. Политиката и социалните медии се втурнаха да анестезират дизеловия двигател без никаква технологична база, а самият Volkswagen наля масло в огъня и като компенсаторен механизъм го хвърли в огъня и гордо развя знамето на електрическата мобилност в огъня.

Много автомобилни производители са попаднали в този капан в резултат на бързото развитие. Религията зад Д-Ден бързо се превърна в ерес, трансформирана в Д-Ден и всички трескаво започнаха да си задават горните въпроси. Само за четири години от дизеловия скандал през 2015 г. до днес, дори най-отявлените електроскептици се отказаха от съпротивата срещу електрическите превозни средства и започнаха да търсят начини да ги конструират. Дори Mazda, която твърдеше, че е "сърдечна" и Toyota толкова безкористно привързани към своите хибриди, че доставяха абсурдни маркетингови послания като "самозареждащи се хибриди", вече е готова с обща електрическа платформа.

Сега, без изключение, всички производители на автомобили започват да включват електрически или електрифицирани автомобили в своята гама. Тук няма да навлизаме в подробности кои точно електрически и електрифицирани модели ще бъдат представени през следващите години, не само защото тези числа идват и си отиват като есенни листа, но и защото тази криза ще промени много гледни точки. Плановете са важни за отделите за планиране на производството, но както споменахме по-горе, „пътят е целта“. Подобно на кораб, който се движи по морето, видимостта на хоризонта се променя и зад него се откриват нови гледки. Цените на батериите падат, но също и цените на петрола. Политиците вземат решения днес, но с времето това води до рязко намаляване на работните места, а новите решения възстановяват статуквото. И тогава всичко изведнъж спира...

Ние обаче далеч не мислим, че електрическата мобилност не се случва. Да, това се "случва" и вероятно ще продължи. Но тъй като много пъти сме говорили за нас в областта на автомобилния спорт и спорта, знанията са основен приоритет и с тази серия искаме да помогнем да разширим тези знания.

Кой какво ще прави - в близко бъдеще?

Магнетизмът на Илон Мъск и индукцията, която Tesla (като широко използваните индукционни или асинхронни двигатели на компанията) влияе върху автомобилната индустрия, са невероятни. Като оставим настрана схемите за придобиване на капитал на компанията, не можем да не се възхищаваме на човека, който е намерил своята ниша в автомобилната индустрия и е популяризирал своя „старт“ сред мастодонтите. Спомням си, че посетих шоу в Детройт през 2010 г., когато Тесла показа част от алуминиевата платформа на предстоящия Model S. На малък щанд. Очевидно притеснен, че инженерът на щанда не е удостоен и получи специално внимание от повечето медии. Едва ли някой от тогавашните журналисти е предполагал, че тази малка страница в историята на Тесла ще бъде толкова важна за нейното развитие. Подобно на Toyota, която търсеше всякакви дизайни и патенти, за да постави основите на своята хибридна технология, създателите на Tesla по това време търсеха гениални начини да създадат електрическо превозно средство с адекватна стойност. Това търсене използва асинхронни двигатели, интегриращи общи елементи на лаптопа в батерии и интелигентно ги управлява, и използва леката строителна платформа на Lotus като основа за първия Roadster. Да, същата машина, която Мъск изпрати в космоса с Falcon Heavy.

По стечение на обстоятелствата през същата 2010 г. в океана имах късмета да присъствам на друго интересно събитие, свързано с електрически превозни средства - представянето на BMW MegaCity Vehicle. Дори в момент на падащи цени на петрола и пълна липса на интерес към електрически превозни средства, BMW представи модел, проектиран изцяло според спецификата на електрическото задвижване, с алуминиева рамка, която носи батерията. За да компенсират теглото на батериите, които през 2010 г. имаха клетки, които не само бяха с по-малък капацитет, но бяха пет пъти по-скъпи, отколкото са сега, инженерите на BMW, заедно с редица техни подизпълнители, разработиха въглеродна структура, която можеше да се произвежда в големи количества.. Също през 2010 г. Nissan стартира своята електрическа офанзива с Leaf, а GM представи своя Volt/Ampera. Това бяха първите птици на новата електрическа мобилност...

Назад във времето

Ако се върнем към историята на автомобила, ще открием, че от края на 19-ти век до избухването на Първата световна война електрическата кола се смята за напълно конкурентна на електрическия двигател с вътрешно горене. Вярно е, че батериите бяха доста неефективни по това време, но също така е вярно, че двигателят с вътрешно горене беше в начален стадий. Изобретяването на електрическия стартер през 1912 г., откриването на големите петролни находища в Тексас преди това и изграждането на все повече и повече пътища в Съединените щати и изобретяването на поточната линия, моторно-задвижваният двигател имаше различни предимства. над електрическия. „Обещаващите“ алкални батерии на Томас Едисън се оказаха неефективни и ненадеждни и само наляха масло в огъня на електрическата кола. Всички предимства се запазиха през по-голямата част от 20-ти век, когато електрическите превозни средства на компанията бяха създадени само от технологичен интерес. Дори по време на гореспоменатите петролни кризи на никого не му хрумна, че електрическата кола може да бъде алтернатива и въпреки че електрохимията на литиевите клетки беше известна, тя все още не беше „почистена“. Първият голям пробив в създаването на по-модерен електрически автомобил беше GM EV1, уникално инженерно творение от 1990-те години на миналия век, чиято история е красиво описана в компанията Who Killed the Electric Car.

Ако се върнем в нашите дни, ще открием, че приоритетите вече са се променили. Настоящата ситуация с електрическите превозни средства на BMW е индикатор за бързите процеси, които кипят на полето, а химията се превръща в основната движеща сила в този процес. Вече не е необходимо да се проектират и произвеждат леки въглеродни конструкции, за да се компенсира теглото на батериите. Понастоящем отговорността е на (електро) химиците от компании като Samsung, LG Chem, CATL и други, чиито отдели за научноизследователска и развойна дейност търсят начини за най-ефективно използване на техните процеси с литиево-йонни клетки. Тъй като както обещаващите "графенови", така и "твърдите" батерии всъщност са варианти на литиево-йонни. Но нека не изпреварваме себе си.

Тесла и всички останали

Наскоро в интервю Илон Мъск спомена, че ще получи широко разпространение на електрически превозни средства, което означава, че мисията му като пионер да влияе на другите е завършена. Това звучи алтруистично, но вярвам, че е така. В този контекст всякакви твърдения за създаването на разни убийци на Тесла или твърдения от рода на "ние сме по-добри от Тесла" са безсмислени и излишни. Това, което компанията успя да направи, е несравнимо и това са факти – въпреки че все повече производители започват да предлагат по-добри модели от Tesla.

Германските автомобилни производители са на ръба на малка електрическа революция, но първият достоен противник на Tesla падна върху Jaguar със своя I-Pace, който е един от малкото (все още) автомобили, построени на специална платформа. Това до голяма степен се дължи на опита на инженерите от Jaguar / Land Rover и компанията майка Tata в областта на технологиите за обработка на алуминиеви сплави, както и на факта, че повечето модели на компанията са такива, а нискосерийното производство ви позволява да усвоите висока цена. ,

Не бива да забравяме, че китайските производители разработват специално проектирани електрически модели, стимулирани от данъчни облекчения, в тази страна, но може би най-значимият принос за по-популярния автомобил ще дойде от „народния автомобил“ на VW.

Като част от цялостната трансформация на своята философия на живот и отдалечаване от дизеловите проблеми, VW разработва своята амбициозна програма, базирана на MEB структурата на тялото, която ще бъде базирана на десетки модели през следващите години. Всичко това се дължи на строгите стандарти за емисии на CO2021 в Европейския съюз, които изискват средното количество CO2 в диапазона от всеки производител да бъде намалено до 95 g / km до 3,6 г. Това означава среден разход от 4,1 литра дизел или XNUMX литра бензин. С намаляващото търсене на дизелови превозни средства и нарастващото търсене на SUV модели, това не може да стане без въвеждането на електрически модели, които, макар и не напълно нулеви, значително понижават средната стойност.