Samochód elektryczny wczoraj, dziś, jutro: część 1

Szereg nowych wyzwań dla mobilności elektrycznej

Analiza statystyczna i planowanie strategiczne są naukami bardzo złożonymi, czego dowodzi obecna sytuacja zdrowotna, sytuacja społeczno-polityczna na świecie. W tej chwili nikt nie może powiedzieć, co się stanie po pandemii w branży motoryzacyjnej, głównie dlatego, że nie wiadomo, kiedy to nastąpi. Czy wymagania dotyczące emisji dwutlenku węgla i zużycia paliwa zmienią się na świecie, a zwłaszcza w Europie? Jak to w połączeniu z niskimi cenami ropy naftowej i zmniejszonymi dochodami z skarbu wpłynie na mobilność. Czy ich dotacje będą nadal rosły, czy stanie się odwrotnie? Czy zapewnione zostaną pieniądze na pomoc (jeśli w ogóle) dla firm motoryzacyjnych na inwestycje w zielone technologie?

Chiny, które już pozbywają się kryzysu, z pewnością będą nadal szukały sposobu, aby stać się liderem w zakresie nowej mobilności, ponieważ w przeszłości nie stały się technologiczną awangardą. Większość producentów samochodów nadal sprzedaje głównie samochody z tradycyjnym silnikiem, ale w ostatnich latach zainwestowali znaczne środki w mobilność, więc są gotowi na różne scenariusze po kryzysie. Oczywiście nawet najciemniejsze scenariusze przewidujące nie zawierają czegoś tak radykalnego jak to, co się dzieje. Ale, jak mówi Nietzsche: „To, co mnie nie zabija, czyni mnie silniejszym”. Jak firmy motoryzacyjne i podwykonawcy zmienią swoją filozofię i jakie będzie ich zdrowie, wciąż nie wiadomo. Oczywiście będą prace dla producentów ogniw litowo-jonowych. Zanim przejdziemy do rozwiązań technologicznych w dziedzinie silników elektrycznych i akumulatorów, przypomnimy Ci niektóre części historii i rozwiązania platformowe.

Coś jak wstęp ...

Droga jest celem. Ta pozornie prosta myśl o Lao Tzu nadaje sens dynamicznym procesom zachodzącym obecnie w motoryzacji. To prawda, że ​​różne okresy w jej historii również określane są jako „dynamiczne”, jak na przykład dwa kryzysy naftowe, ale faktem jest, że obecnie na tym obszarze rzeczywiście zachodzą znaczące procesy przemian. Być może najlepszy obraz stresu uzyskają działy planowania, rozwoju lub relacji z dostawcami. Jaka będzie wielkość i względny udział pojazdów elektrycznych w całkowitej produkcji pojazdów w nadchodzących latach? Jak ustrukturyzować dostawy komponentów takich jak ogniwa litowo-jonowe do akumulatorów oraz kto będzie dostawcą materiałów i urządzeń do produkcji silników elektrycznych i energoelektroniki. Zainwestuj we własny rozwój lub zainwestuj, kupuj akcje i zawieraj umowy z innymi dostawcami producentów napędów elektrycznych. Jeśli nowe platformy nadwozia mają być zaprojektowane zgodnie ze specyfiką danego napędu, czy należy dostosować istniejące platformy uniwersalne, czy też stworzyć nowe platformy uniwersalne? Ogromna ilość pytań, na podstawie których trzeba podjąć szybkie decyzje, ale na podstawie poważnej analizy. Ponieważ wszystkie one wiążą się z ogromnymi kosztami po stronie firm i restrukturyzacją, co w żaden sposób nie powinno zaszkodzić rozwojowi klasycznego silnika z silnikami spalinowymi (w tym silnikiem Diesla). Jednak w ostatecznym rozrachunku to oni czerpią zyski dla firm samochodowych i muszą zapewnić środki finansowe na rozwój i wdrażanie nowych modeli elektrycznych. A teraz kryzys...

Olej napędowy

Analiza oparta na statystykach i prognozach to trudne zadanie. Według wielu prognoz w 2008 r. cena ropy powinna przekroczyć 250 USD za baryłkę. Potem przyszedł kryzys gospodarczy i wszystkie interpolacje upadły. Kryzys się skończył, a VW Bordeaux ogłosił silnik wysokoprężny i stał się standardowym nośnikiem idei diesla, z programami zwanymi „Diesel Day” lub D-Day, analogicznie do D-Day w Normandii. Jego pomysły naprawdę zaczęły kiełkować, gdy okazało się, że premiera diesla nie została przeprowadzona w najbardziej uczciwy i czysty sposób. Statystyki nie uwzględniają takich historycznych wydarzeń i przygód, ale ani życie przemysłowe, ani społeczne nie jest jałowe. Politycy i media społecznościowe rzuciły się do znieczulenia diesla bez żadnych podstaw technologicznych, a sam Volkswagen dolał oliwy do ognia i jako mechanizm kompensacyjny wrzucił go do ognia, dumnie machając w ogniu flagą elektromobilności.

Wielu producentów samochodów wpadło w tę pułapkę w wyniku szybkiego rozwoju. Religia stojąca za D-Day szybko stała się herezją, przekształciła się w E-Day i wszyscy gorączkowo zaczęli zadawać sobie powyższe pytania. W ciągu zaledwie czterech lat od afery z dieslami w 2015 roku do dzisiaj nawet najbardziej zdeklarowani elektrosceptycy zrezygnowali z oporu wobec pojazdów elektrycznych i zaczęli szukać sposobów na ich budowę. Nawet Mazda, która twierdziła, że ​​jest „szczera”, a Toyota tak bezinteresownie przywiązana do swoich hybryd, że wysyłała absurdalne komunikaty marketingowe, takie jak „samoładujące się hybrydy”, jest teraz gotowa ze wspólną platformą elektryczną.

Teraz wszyscy bez wyjątku producenci samochodów zaczynają wprowadzać do swojej oferty samochody elektryczne lub zelektryfikowane. Nie będziemy tutaj szczegółowo omawiać, kto dokładnie, ile modeli elektrycznych i zelektryfikowanych zostanie wprowadzonych w najbliższych latach, nie tylko dlatego, że takie liczby przychodzą i odchodzą jak jesienne liście, ale także dlatego, że ten kryzys zmieni wiele punktów widzenia. Plany są ważne dla działów planowania produkcji, ale jak wspomnieliśmy powyżej, „celem jest droga”. Jak statek poruszający się po morzu, zmienia się widoczność horyzontu, a za nim otwierają się nowe widoki. Ceny akumulatorów spadają, ale spadają też ceny ropy. Politycy podejmują dziś decyzje, ale z czasem prowadzi to do gwałtownej redukcji miejsc pracy, a nowe decyzje przywracają status quo. A potem wszystko nagle się zatrzymuje…

Jednak daleko nam do idei, że ruchliwość elektryczna nie występuje. Tak, to się „dzieje” i prawdopodobnie będzie kontynuowane. Ponieważ jednak wielokrotnie rozmawialiśmy o nas w dziedzinie sportów motorowych i sportu, wiedza jest najwyższym priorytetem, a dzięki tej serii chcemy pomóc w jej poszerzeniu.

Kto co zrobi - w najbliższej przyszłości?

Magnetyzm Elona Muska i indukcja, że ​​Tesla (podobnie jak powszechnie stosowane silniki asynchroniczne lub asynchroniczne) wpływają na przemysł motoryzacyjny, są niesamowite. Pomijając plan pozyskania kapitału przez firmę, nie możemy nie podziwiać człowieka, który znalazł swoją niszę w branży motoryzacyjnej i rozwinął swój „start” wśród mastodontów. Pamiętam, jak odwiedziłem wystawę w Detroit w 2010 r., Kiedy Tesla zaprezentowała na małej kabinie część przyszłej aluminiowej platformy S. Model najwyraźniej martwiłem się, że inżynier stoiska nie został uhonorowany szczególną uwagą większości mediów. Jest mało prawdopodobne, aby którykolwiek z ówczesnych dziennikarzy wyobrażał sobie, że ta niewielka strona w historii Tesli będzie tak ważna dla jej rozwoju. Podobnie jak Toyota, która szukała wszelkiego rodzaju wzorów i patentów, aby położyć podwaliny pod swoją technologię hybrydową, twórcy Tesli w tym czasie szukali genialnych sposobów na stworzenie samochodu elektrycznego w odpowiedniej cenie. W ramach tych poszukiwań wykorzystywane są silniki indukcyjne, integracja konwencjonalnych elementów laptopów z akumulatorami i ich inteligentne zarządzanie, a także zastosowanie lekkiej platformy lotniczej jako podstawy pierwszego modelu Roadster. Tak, ta sama maszyna, którą Musk wysłał w kosmos z Falcon Heavy.

Przypadkowo w tym samym roku 2010 za oceanem miałem szczęście uczestniczyć w innym ciekawym wydarzeniu związanym z pojazdami elektrycznymi - prezentacji pojazdu BMW MegaCity. Nawet w dobie spadających cen ropy i zupełnego braku zainteresowania pojazdami elektrycznymi, BMW wprowadziło model zaprojektowany w całości pod specyfikę napędu elektrycznego, z aluminiową ramą podtrzymującą akumulator. Aby zrównoważyć wagę akumulatorów, które w 2010 roku miały ogniwa nie tylko o mniejszej pojemności, ale także pięciokrotnie droższe niż obecnie, inżynierowie BMW wraz z wieloma podwykonawcami opracowali strukturę karbonową, która mogłaby być produkowana w dużych ilościach. ilości. . Również w 2010 roku Nissan rozpoczął elektryczną ofensywę z modelem Leaf, a GM wprowadził model Volt/Ampera. To były pierwsze ptaki nowej mobilności elektrycznej...

Cofnij się w czasie

Jeśli cofniemy się do historii motoryzacji, okaże się, że od końca XIX wieku do wybuchu I wojny światowej samochód elektryczny był uważany za w pełni konkurencyjny dla elektrycznego silnika spalinowego. To prawda, że ​​akumulatory były wówczas dość nieefektywne, ale prawdą jest również, że silnik spalinowy był w powijakach. Wynalezienie rozrusznika elektrycznego w 19 r., wcześniejsze odkrycie głównych pól naftowych w Teksasie, budowa coraz większej liczby dróg w Stanach Zjednoczonych oraz wynalezienie linii montażowej, silnik napędzany silnikiem miał wyraźne zalety nad elektrycznym. „Obiecujące” baterie alkaliczne Thomasa Edisona okazały się niewydajne i zawodne i tylko dolały oliwy do ognia samochodu elektrycznego. Wszystkie korzyści utrzymywały się przez większą część XX wieku, kiedy pojazdy elektryczne firmy były budowane wyłącznie z powodów technologicznych. Nawet podczas wspomnianych kryzysów naftowych nikomu nie przyszło do głowy, że alternatywą może być samochód elektryczny, a chociaż elektrochemia ogniw litowych była znana, to nie została jeszcze „oczyszczona”. Pierwszym dużym przełomem w tworzeniu bardziej nowoczesnego samochodu elektrycznego był GM EV1912, wyjątkowe dzieło inżynieryjne z lat 20., którego historię pięknie opisuje firma Who Killed the Electric Car.

Jeśli wrócimy do naszych dni, przekonamy się, że priorytety już się zmieniły. Obecna sytuacja z samochodami elektrycznymi BMW jest wskaźnikiem szybkich procesów wrzących na polu, a chemia staje się główną siłą napędową tego procesu. Nie jest już konieczne projektowanie i wytwarzanie lekkich struktur węglowych w celu skompensowania ciężaru akumulatorów. Obecnie obowiązują chemików (elektro) z firm takich jak Samsung, LG Chem, CATL itp., Których działy rozwoju i produkcji szukają sposobów na najbardziej efektywne wykorzystanie procesów ogniw litowo-jonowych. Ponieważ zarówno obiecujące akumulatory „grafenowe”, jak i „stałe” są tak naprawdę wariantami litowo-jonowymi. Ale nie wyprzedzajmy się.

Tesla i wszyscy inni

Niedawno w jednym z wywiadów Elon Musk wspomniał, że samochody elektryczne będą powszechnie używane, co oznacza, że ​​jego misja pioniera wpływania na innych została zakończona. Brzmi to altruistycznie, ale wierzę, że tak jest. W tym kontekście wszelkie twierdzenia o stworzeniu różnych zabójców Tesli lub stwierdzenia typu „jesteśmy lepsi od Tesli” są bezsensowne i zbędne. To, co firmie udało się zrobić, jest niespotykane i to są fakty – nawet jeśli coraz więcej producentów zaczyna oferować modele lepsze od Tesli.

Niemieccy producenci samochodów są u progu małej rewolucji elektrycznej, ale pierwszy godny przeciwnik Tesli padł na Jaguara z jego I-Pace, który jest jednym z niewielu (wciąż) samochodów zbudowanych na dedykowanej platformie. Wynika to w dużej mierze z doświadczenia inżynierów z firmy Jaguar/Land Rover i firmy macierzystej Tata w zakresie technologii obróbki stopów aluminium, a także z faktu, że większość modeli firmy jest właśnie taka, a niskoseryjna produkcja pozwala wchłonąć wysoka cena. ,

Nie możemy zapominać, że chińscy producenci opracowują w tym kraju specjalnie zaprojektowane modele elektryczne, stymulowane zachętami podatkowymi, ale prawdopodobnie najbardziej znaczącym wkładem w powstanie bardziej popularnego samochodu jest VW „samochód ludowy”.

W ramach ogólnej transformacji swojej filozofii życiowej i oddalania się od problemów z olejem napędowym, VW opracowuje program na dużą skalę oparty na strukturze nadwozia MEB, na którym w nadchodzących latach będą oparte dziesiątki modeli. W tym celu stymulują surowe normy emisji dwutlenku węgla w Unii Europejskiej, które do 2021 r. Wymagają zmniejszenia średniej ilości CO2 w przedziale od każdego producenta do 95 g / km. Oznacza to średnie zużycie 3,6 litra oleju napędowego lub 4,1 litra benzyny. W obliczu spadku popytu na samochody z silnikiem Diesla i wzrostu popytu na modele SUV nie można tego zrobić bez wprowadzenia modeli elektrycznych, które - choć nie całkowicie zerowe - znacznie obniżają średni poziom.