Размышляем о будущем автомобильных двигателей

ТехИнсайдерАвто

Эволюция двигателей автомобилей: что ждет автопром в ближайшем будущем

Антон Борисенко

bc8eec4fbefc11860246e631283a7c6c_ce_3864x2060x0x0.jpg
Эволюция двигателей автомобилей: что ждет автопром в ближайшем будущем

«Автомобили с бензиновыми двигателями в то время были доступны только самым состоятельным людям, настоящим энтузиастам. Которых вдохновлял запах бензина, которым было интересно возиться с «железными конями», самим управлять ими». Нет, мы не решили заново переписать первую часть нашего рассказа – о заре автомобилизации, конце ХIХ века. Не исключено, что этими словами в далеком будущем кто-то расскажет о… конце XXI века. Да что там, может, и о его середине. Как так? А вот как…

В рамках спецпроекта с брендом моторных масел G-Energy рассказываем об истории автомобильных двигателей. Первая часть — экскурс в историю двигателестроения, вторая и третья — история автомобилей ХХ века, четвертая — спортивная история. Сегодня говорим о будущем автомобильных двигателей.

«Пятилетку – в четыре года!»

Третье десятилетие XXI века должно стать решающим в истории мирового автомобилизма, в истории развития двигателей. И это не пафосное заявление: складывается слишком много факторов. Инженеры довели двигатель внутреннего сгорания практически до совершенства, но этого оказалось мало. Экологи и политики оказывают на автоиндустрию серьезнейшее давление, буквально вынуждающее к переходу на использование электроэнергии. Развернулось едва ли не соревнование – у кого процесс будет идти быстрее. В изначальных планах формулировался глобальный переход «на электротягу» к середине века, но сейчас все больше стран строят «встречные планы». Буквально на днях объявила о смещении даты «бана» традиционных двигателей одна из цитаделей мирового автомобилизма – Великобритания: здесь переход к электромобилям планируется уже в 2030 году. Новость о том, что в 2024-м BMW прекратит производство бензиновых и дизельных двигателей на заводе в Мюнхене – том самом, с которого все начиналось, пришла уже тогда, когда эта статья редактировалась. И подобные новости поступают едва ли не каждую неделю.

7455823e2c62a25bae462c59f90606b7.jpg
ВИЛТА

Инициативу берут на себя и местные власти, заявляя о планах запретить въезд в центры городов, а то и в принципе на их территорию автомобилям с традиционными – в первую очередь дизельными – двигателями.

Как ни удивительно, переход на электрическую энергию вовсе не выглядит концом света для тех, кто трудится сейчас в автомобильной отрасли. Помимо экологической чистоты, он несет в себе и новые возможности для конструкторов, инженеров и дизайнеров. Занятые сейчас созданием традиционных автомобилей специалисты ждут перемен с энтузиазмом. Ведь даже сама компоновка автомобиля может радикально поменяться, допустим, при использовании «мотор-колес». Все больше и больше компаний разрабатывают и показывают специализированные платформы – основу для будущих электромобилей. И демонстрируют на их примере такие компоновочные возможности, которые в традиционных двигателях и трансмиссиях нельзя реализовать просто технически. Многие производители стараются объяснить потенциальным покупателям, что управление электромобилем может быть ничуть не менее увлекательно, интересно и приятно, чем обычным автомобилем. Спортивные соревнования на электромобилях тоже набирают обороты (и это далеко не только Formula E), и на таких состязаниях ставят рекорды скорости.

Аккумулятор, домашняя проводка и… образ жизни

Но не стоит думать, что переход на использование электрической энергии – вещь простая и может свершиться сразу после издания закона. Объективные сложности здесь имеются – и именно над их решением сейчас трудится немало специалистов.

Например, важным аспектом является экологическая чистота производства аккумуляторных батарей, а также их безопасная и безвредная утилизация по завершению срока службы. Производство тяговых автомобильных аккумуляторов требует дорогих цветных и редкоземельных металлов – потому они и остаются достаточно дорогостоящими, да и экологичность такой добычи относительна. Прогресс на этом поле ощутим: литий-ионные полимерные аккумуляторы, безусловно, намного эффективнее и чище своих предшественников пятнадцатилетней давности, не говоря уже о классических свинцовых. Есть и более современные технологии создания аккумуляторов, и сейчас необходимо довести их до готовности использования в массовых объемах. Запас автономного хода, который сейчас подразумевается даже для относительно массовых моделей электромобилей, еще 7–8 лет назад не был доступен и за самые большие деньги. Так что производство аккумуляторов – это все-таки едва ли не наименьшая из проблем, развитие технологий здесь действительно внушает оптимизм. Чем выше будет спрос – тем скорее появятся и новые разработки, и они станут доступнее. Взоры мирового автомобильного рынка здесь во многом обращены на Китай. И не потому, что китайцы достигли каких-то невероятных прорывов в технологиях (хотя, активно привлекая западных специалистов, они делают семимильные шаги). К тому же невероятный по своей емкости рынок подразумевает большие тиражи, а значит, неизбежно удешевление – и новые разработки станут доступными в других регионах. То есть надежда, что аккумуляторы подешевеют, вполне обоснованна.

1b90efdb6506f74c2edf8d7ac65f3a4b.jpg
ВИЛТА

А вот с утилизацией пока сложнее. Различные производители оговаривают разные сроки службы аккумуляторных батарей: кто семь лет, кто десять, то есть достаточно длительные периоды. Но и они конечны (впрочем, «конечными» стремятся нынче делать и сами автомобили – об этом мы уже говорили). Возможно, компромисс будет найден на уровне «срок службы батареи равен сроку службы автомобиля», что снимет с пользователя множество проблем. Вовсю идут исследования – как можно использовать отработавшие свое «на борту» батареи в их «послеавтомобильной» жизни. Предложений уже немало, но единых решений, позволяющих справиться с проблемой системно, в массовых объемах, пока нет.

Еще одна задача – развитие зарядной инфраструктуры. Причем решать ее надо не только в плане доступности зарядных станций (что как раз более-менее решаемо за счет дооборудования существующих традиционных заправок), но и в плане длительности пребывания электромобиля «на кабеле». Да, сделан огромный шаг в плане скорости зарядки аккумуляторов. Многие производители заявляют: их электромобили можно зарядить буквально за пару часов, а до достаточного для среднесуточного пробега уровня – буквально за полчаса. Ну, то есть «остановился, попил кофе… готово!». Но здесь имеется пометка мелким шрифтом – при использовании быстрых зарядных станций. Вот только рабочая мощность всех этих быстрых станций – 50, 70, а то и 100 кВт при напряжении 400 В. Новейшее поколение «ультрабыстрых» зарядок – это вообще напряжение 800 В и мощность до 300 кВт. Для справки: в России нормативно выделенная мощность сети на квартиру или индивидуальный дом – 15 кВт. Увеличить ее можно, однако это требует специальной процедуры, проверки «наличия технической возможности», да и оплачивается такая энергия по более высоким тарифам. Возможно, Россия не пример, но законы физики одинаковы в любой стране мира: рассчитанная на определенную мощность сеть населенного пункта не позволит «просто взять и понавешать» 100-киловаттных станций в каждом частном доме. Долгая зарядка от обычной сети пока что в быту остается неизбежной, а это все те же 6, 8, а то и 10 часов. В зонах индивидуальной застройки эту проблему решить проще (к тому же разработаны, например, бесконтактные индукционные станции, монтируемые в пол гаража и имеющие такой же принцип действия, как и беспроводная зарядка смартфона). А вот в случае больших многоквартирных домов адекватное решение, рассчитанное не на единицы электромобилей около дома, а именно на массовую их эксплуатацию, еще предстоит выработать.

2fe31a35fcfffa51b25b2374f2350b53.jpg
ВИЛТА

Решаема ли эта проблема в принципе? Решаема! Уже в начале «десятых» годов автор этих строк знакомился в Японии с интересным и реально воплощенным решением, в рамках которого электромобили приехавших на работу в бизнес-центр сотрудников, становились частью энергосистемы. Зарядившись, они «оставались на связи» и обменивались с ней энергией, сглаживая пики потребления, то есть аккумуляторы работали не только «для себя», но и «для всех». И это лишь один из вариантов. Ряд автопроизводителей предлагали организовать сеть пунктов быстрой замены аккумуляторов на заряженные, но эта идея не прижилась. Во-первых, она опять же требует создания целой структуры, во-вторых – слишком высокой степени унификации.

Индукционный (беспроводной) способ зарядки открывает множество возможностей. Если зарядную «плиту» можно установить в собственном гараже, то почему этого нельзя сделать на общественной парковке? Можно! И такие прецеденты уже есть. Более того, рассматривается даже возможность укладки зарядных модулей в покрытие улиц – то есть электромобиль сможет подзаряжаться даже на ходу. Конечно, это требует создания специальной дорожной инфраструктуры, но ее рано или поздно все равно придется предусматривать – как для нужд электрификации, так и для работы беспилотных систем.

Сейчас производители стали предлагать и «двунаправленные» зарядные порты: электромобиль может использовать энергию не только на собственные нужды (передвижение, отопление, работа бортовых систем), но и, к примеру, для подпитки освещения в кемпинге, работы простейшей бытовой техники. То есть электромобиль рассматривается и как составляющая некой энергетической инфраструктуры, и как часть образа жизни – все актуальнее аспекты именно удобства его использования.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

От мела к модели: как искусственный интеллект перестраивает образовательный процесс От мела к модели: как искусственный интеллект перестраивает образовательный процесс

ИИ вошел во многие сферы жизни. Не избежала его и система образования

ТехИнсайдер
Прокачать новые навыки и стать хорошим специалистом: чем «настолки» полезны в работе и жизни Прокачать новые навыки и стать хорошим специалистом: чем «настолки» полезны в работе и жизни

Могут ли настольно-ролевые игры оказаться полезными в работе и жизни?

Psychologies
Подготовка к зиме: обязательный набор автомобилиста Подготовка к зиме: обязательный набор автомобилиста

Что входит в обязательный набор, который нужно возить с собой в автомобиле зимой

4x4 Club
«Всему свое место» «Всему свое место»

Необыкновенная история алфавитного порядка

N+1
История человеческого тела История человеческого тела

Эволюция, здоровье и болезни

kiozk originals
Сегодня отсутствуют Сегодня отсутствуют

Каких автомарок по осени недосчитались

Автопилот
У змей есть клитор У змей есть клитор

Змеи могут получать удовольствие во время размножения

ТехИнсайдер
11 необычных мест для зимних путешествий по России 11 необычных мест для зимних путешествий по России

Необычные и самые классные локации для путешествия по России

VOICE
«Социум — третий родитель»: как общество наносит ребенку психологические травмы «Социум — третий родитель»: как общество наносит ребенку психологические травмы

Как и почему общество травмирует ребенка?

Psychologies
В гостях у сказки В гостях у сказки

Какие Деды Морозы живут в России

Лиза
Не вздумайте произносить это вслух: самые любимые слова ненормативной лексики и их происхождение Не вздумайте произносить это вслух: самые любимые слова ненормативной лексики и их происхождение

Мы расскажем о происхождении самых популярных слов ненормативной лексики

ТехИнсайдер
«Озорные частушки» Родиона Щедрина как эталонный комический балет «Озорные частушки» Родиона Щедрина как эталонный комический балет

Как появились комические балеты, чем они прославились

Forbes
Герман Садулаев: «У нас все получится». Рассказ из сборника «Мечты сбываются/Think big!» Герман Садулаев: «У нас все получится». Рассказ из сборника «Мечты сбываются/Think big!»

Отрывок из проекта, который объединил как известных писателей, так и начинающих

СНОБ
Появление согласных звуков в речи древних гоминид связали с древесным образом жизни Появление согласных звуков в речи древних гоминид связали с древесным образом жизни

В вокальном репертуаре орангутанов согласных звуков больше — и это неспроста

N+1
Сперма для некоторых животных — полноценная еда. Вы удивитесь! Сперма для некоторых животных — полноценная еда. Вы удивитесь!

Для подводных жителей правильное питание включает в себя даже жидкости организма

ТехИнсайдер
Из-за климатического кризиса уже страдают беременные женщины. Вот в какой стране хуже всего Из-за климатического кризиса уже страдают беременные женщины. Вот в какой стране хуже всего

Глобальное потепление все больше угрожает здоровью

ТехИнсайдер
Балабанов, Пелевин и Дэвид Боуи. Подводим итоги года в документальном кино Балабанов, Пелевин и Дэвид Боуи. Подводим итоги года в документальном кино

Главные документальные проекты 2022 года

СНОБ
У Tyrannosaurus rex были уникально устроены ноги: они позволяли быстро ускоряться и долго бежать У Tyrannosaurus rex были уникально устроены ноги: они позволяли быстро ускоряться и долго бежать

Тираннозавры могли ускоряться и пробегать на высокой скорости большие расстояния

ТехИнсайдер
Изменение сознания: что такое ментальная революция и почему она так важна для нашего общества Изменение сознания: что такое ментальная революция и почему она так важна для нашего общества

Мир кардинально изменился, а вместе с ним — наша психика и мышление

Psychologies
Десять шокирующих фактов об американском виски Десять шокирующих фактов об американском виски

По поводу виски из США есть ряд стереотипов, но сейчас ты с ними расстанешься

Maxim
За версту видно За версту видно

Откуда мы знаем, что рак — это рак

N+1
Аборты и неравенство зарплат: о чем писала первая французская журналистка Северин Аборты и неравенство зарплат: о чем писала первая французская журналистка Северин

Северин стала ролевой моделью для многих эмансипированных женщин

Forbes
Лучшие позы в сексе для мужчин: а вы на такое готовы? Лучшие позы в сексе для мужчин: а вы на такое готовы?

Иногда, чтобы получить удовольствие, хочется чего-то новенького

ТехИнсайдер
Спорт и осознанность в старости не дадут результата при одном условии: исследование ученых Спорт и осознанность в старости не дадут результата при одном условии: исследование ученых

Помогут ли спорт и медитация в борьбе с деменцией?

ТехИнсайдер
Реальные Маугли: 5 жутких историй одичавших детей Реальные Маугли: 5 жутких историй одичавших детей

Истории детей, которые росли вне человеческого общества

ТехИнсайдер
Неоновый демон Неоновый демон

Роль школьника в сериале “Эйфория” сделала его символом нового поколения

Men Today
SHAMAN SHAMAN

Кто-то называет его главным музыкальным открытием года, кто-то — голосом эпохи

ЖАРА Magazine
Фрустрация: что делать и как предотвратить — полезные техники Фрустрация: что делать и как предотвратить — полезные техники

Как выработать к фрустрации устойчивый иммунитет?

Psychologies
«Соглашаясь с ролью любовницы, я потеряла три года»: откровенная история читательницы «Соглашаясь с ролью любовницы, я потеряла три года»: откровенная история читательницы

Любовь слепа и не оставляет нам возможности противостоять чувствам?

Psychologies
Самый красивый советский маньяк: история Александра Лабуткина, в которого влюблялись жертвы Самый красивый советский маньяк: история Александра Лабуткина, в которого влюблялись жертвы

Самый странный серийный убийца советских времен

VOICE
Открыть в приложении