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

Что цвет зубов может рассказать о вашем здоровье? Что цвет зубов может рассказать о вашем здоровье?

Как цвет зубов может указывать на серьезные проблемы со здоровьем

ТехИнсайдер
У истоков атомной бомбы: кто же был У истоков атомной бомбы: кто же был

Кто работал над атомной бомбой?

ТехИнсайдер
Как очистить радиатор своими руками: 2 способа – простой и Как очистить радиатор своими руками: 2 способа – простой и

Кондиционер хуже работает, а двигатель подозрительно часто перегревается?

ТехИнсайдер
Как пикапы с пулемётами победили танки: странная «война Тойот» в Африке Как пикапы с пулемётами победили танки: странная «война Тойот» в Африке

Иногда гражданская техника может помочь перевернуть военный конфликт

ТехИнсайдер
Одно из самых опасных транспортных средств: как погибла Мэри Уорд — первая в мире жертва автомобильного ДТП Одно из самых опасных транспортных средств: как погибла Мэри Уорд — первая в мире жертва автомобильного ДТП

Кто такая Мэри Уорд и как она связана с первым в мире ДТП

ТехИнсайдер
10 фильмов 2022 года от худшего к лучшему по версии «Сноба» 10 фильмов 2022 года от худшего к лучшему по версии «Сноба»

9 лучших фильмов 2022 года — и один худший

СНОБ
Обратная сторона праздников: почему они радуют далеко не всех Обратная сторона праздников: почему они радуют далеко не всех

Почему все больше тех, кто признается, что праздники для них — грустное время?

Psychologies
«Киллинг-фича»: технологические фишки в социальных сетях, о которых вы не знали «Киллинг-фича»: технологические фишки в социальных сетях, о которых вы не знали

Рассказываем, как соцсети интегрируют инновационные разработки в свой интерфейс

ТехИнсайдер
Юбилейная тоска: как ностальгия по СССР стала мешать развитию страны Юбилейная тоска: как ностальгия по СССР стала мешать развитию страны

Даже воспоминания об СССР не связаны с прогрессом

Forbes
Бурлаки и федерация Бурлаки и федерация

Как появилась и почему исчезла ЗСФСР

Наука
Энди Уорхол — самый дорогой художник: 10 крупнейших аукционных продаж 2022 года Энди Уорхол — самый дорогой художник: 10 крупнейших аукционных продаж 2022 года

10 самых дорогих лотов в категории послевоенного и современного искусства

Forbes
Хвостатые уникумы: 18 самых умных пород собак Хвостатые уникумы: 18 самых умных пород собак

Породы, которые известны своим уровнем интеллекта

ТехИнсайдер
Он весил 600 кг, но у него была жена. Самый толстый человек в истории Он весил 600 кг, но у него была жена. Самый толстый человек в истории

Джону Миноку повезло однажды сбросить больше 400 кг

ТехИнсайдер
Крестная мать кокаина, Кровавая Мэри и любовница мафиози: 5 самых известных женщин-гангстеров в истории Крестная мать кокаина, Кровавая Мэри и любовница мафиози: 5 самых известных женщин-гангстеров в истории

Женщины-гангстеры, которые были такими же безжалостными как их коллеги-мужчины

ТехИнсайдер
В гостях у сказки В гостях у сказки

Какие Деды Морозы живут в России

Лиза
Комментатор «Матч ТВ» посетил все матчи ЧМ-2022. Но Книга рекордов Гиннесса не регистрирует его достижение Комментатор «Матч ТВ» посетил все матчи ЧМ-2022. Но Книга рекордов Гиннесса не регистрирует его достижение

Тимур Журавель спал по 4 часа и приезжал на 10 минут на футбол.

Maxim
Не можешь жить без включенного телевизора? Вот чем это опасно! Не можешь жить без включенного телевизора? Вот чем это опасно!

Считаешь, что тишина — это ужасно?

VOICE
Ученые надеются вырастить северного белого носорога из кусочка его кожи Ученые надеются вырастить северного белого носорога из кусочка его кожи

Ученые создали первичные зародышевые клетки из плюрипотентных стволовых клеток

ТехИнсайдер
Отрывок из сборника мистических историй «Однажды темной зимней ночью...» Отрывок из сборника мистических историй «Однажды темной зимней ночью...»

Отрывок из сборника историй, вдохновленных Диккенсом и Джеймсом

СНОБ
Директор музея архитектуры — о конструктивизме 100 лет назад и сегодня Директор музея архитектуры — о конструктивизме 100 лет назад и сегодня

Почему конструктивизм можно сравнить с фундаментом здания

РБК
Владимир Вдовиченков: Владимир Вдовиченков:

"Хочу быть богатым и знаменитым и ничего для этого не делать"

Караван историй
История о нас: 5 этапов отношений — от слияния к свободе История о нас: 5 этапов отношений — от слияния к свободе

Чувства в паре развиваются по своим законам, уверены эксперты

Psychologies
Настоящий оружейный барон: кто такой Виктор Бут, которого Россия освободила из американской тюрьмы Настоящий оружейный барон: кто такой Виктор Бут, которого Россия освободила из американской тюрьмы

Виктор Бут: рассказываем о самом известном российском заключенном

Maxim
Рождественские и новогодние монстры из разных культур. Вы не захотите их у себя дома! Рождественские и новогодние монстры из разных культур. Вы не захотите их у себя дома!

В Рождество некоторые народы ждали не только чудес, но и чудовищ

ТехИнсайдер
Гений — это вы: инструкция для тех, кто ищет новое призвание Гений — это вы: инструкция для тех, кто ищет новое призвание

Моральное удовлетворение и успех напрямую зависят от реализации талантов

Psychologies
«Русский святочный рассказ». Монография о культурном феномене «Русский святочный рассказ». Монография о культурном феномене

Отрывок из книги Елены Душечкиной «Русский святочный рассказ»

СНОБ
Чем опасен длительный прием ванны Чем опасен длительный прием ванны

Как безопасно принимать ванну

ТехИнсайдер
Почему атлеты пьют много протеиновых коктейлей: не вредно ли это? Почему атлеты пьют много протеиновых коктейлей: не вредно ли это?

Протеин — просто белок, и которого много пользы при правильном употреблении

ТехИнсайдер
Гало-орбита: в ожидании полета человека Гало-орбита: в ожидании полета человека

Где можно сделать пересадку на Луну

Наука
Шаолиньская философия изменений: как двигаться вперед — мнение воина-монаха Шаолиньская философия изменений: как двигаться вперед — мнение воина-монаха

Что на самом деле означает «жить настоящим»? Какие в этом есть преимущества?

Psychologies
Открыть в приложении