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

«Осторожно, двери закрываются»: 90 лет эволюции поездов Московского метро «Осторожно, двери закрываются»: 90 лет эволюции поездов Московского метро

Как поезда столичного метро из утилитарных машин превратились в символ прогресса

ТехИнсайдер
15 вопросов, которые помогут подвести итоги года, — сделайте правильные выводы 15 вопросов, которые помогут подвести итоги года, — сделайте правильные выводы

Пятнадцать вопросов, которые помогают подвести итоги года

Psychologies
Так ли надежна пневмоподвеска на самом деле? Так ли надежна пневмоподвеска на самом деле?

Пневмоподвеска против классики: что лучше?

Maxim
Муравьи питаются молочком, которое дают муравьиные куколки Муравьи питаются молочком, которое дают муравьиные куколки

Куколки играют важную роль в жизни муравейника. Они дают молоко

ТехИнсайдер
Пища для глаз: что такое визуальный голод и как фотографии еды воздействуют на мозг Пища для глаз: что такое визуальный голод и как фотографии еды воздействуют на мозг

Как наш мозг реагирует на виртуальное питание

Forbes
«Терпеть — это не ваша должностная обязанность» «Терпеть — это не ваша должностная обязанность»

Как выйти из токсичных трудовых отношений (и не потерять работу)

Inc.
Всеславянский союз от Адриатики до Тихого океана Всеславянский союз от Адриатики до Тихого океана

Как Николай Данилевский заслужил славу идеолога панславизма

Наука
8 сериалов, которые вы могли пропустить в этом году 8 сериалов, которые вы могли пропустить в этом году

Сериалы, которые вызвали меньше интереса, чем заслуживают

Правила жизни
10 автомобилей, которые мог бы выпустить ЗИЛ: нереализованные проекты знаменитого завода 10 автомобилей, которые мог бы выпустить ЗИЛ: нереализованные проекты знаменитого завода

Мы решили вспомнить самые интересные и редкие разработки ЗИЛ

ТехИнсайдер
Пора ли беспокоиться? Чек-лист для оценки эмоционального состояния Пора ли беспокоиться? Чек-лист для оценки эмоционального состояния

Всегда ли оправданно наше стремление избавиться от грусти или тревоги?

Psychologies
Планетарная оборона Планетарная оборона

Рано или поздно Земля обязательно столкнется с крупным астероидом

ТехИнсайдер
Какой была культурная жизнь блокадного Ленинграда. Отрывок из книги Какой была культурная жизнь блокадного Ленинграда. Отрывок из книги

Отрывок из книги «Повседневная жизнь блокадного Ленинграда»

СНОБ
Все об арбузе: калорийность, БЖУ и диеты Все об арбузе: калорийность, БЖУ и диеты

Эти огромные ягоды полезны для здоровья и фигуры

VOICE
Стимуляция мозга улучшает работу кохлеарных имплантатов Стимуляция мозга улучшает работу кохлеарных имплантатов

Ученые нашли способ улучшить работу ушных имплантатов

ТехИнсайдер
3 основные причины расстройств пищевого поведения 3 основные причины расстройств пищевого поведения

Отрывок из книги «Пищевой монстр» — о главных причинах РПП

Psychologies
Как ученые воссоздают внешность древних людей: 10 невероятно реалистичных фотографий Как ученые воссоздают внешность древних людей: 10 невероятно реалистичных фотографий

Как выглядели наши предки?

ТехИнсайдер
Документальный сюр: как принц Гарри и Меган Маркл винят британцев в травле и расизме Документальный сюр: как принц Гарри и Меган Маркл винят британцев в травле и расизме

Сериал «Гарри и Меган» рассказывает всю правду о королевской семье

Forbes
20 лучших российских сериалов последних лет, которые должен посмотреть каждый 20 лучших российских сериалов последних лет, которые должен посмотреть каждый

Топ российских современных сериалов

Правила жизни
Как не превратить кухню в армию Как не превратить кухню в армию

Как обеспечить сотрудникам комфортные условия труда

Bones
Новые древние: пращур тирекса, предтеча титанов и утконосая ведьма Новые древние: пращур тирекса, предтеча титанов и утконосая ведьма

Новый вид тираннозавридов, даурский дракон и другие новые доисторические ящеры

N+1
Льгота 0%: как три агрохолдинга заработали за год 100 млрд рублей прибыли Льгота 0%: как три агрохолдинга заработали за год 100 млрд рублей прибыли

Как прибыль «Русагро», «Мираторга» и «Группы Черкизово» превысила 103 млрд

Forbes
Бизнес в гараже: как подросток из США заработал более $1 млн на самодельных слаймах Бизнес в гараже: как подросток из США заработал более $1 млн на самодельных слаймах

Как подростку удалось превратить слайм-лабораторию в гараже в прибыльный бизнес

Forbes
Грани прекрасного Грани прекрасного

Как необработанные алмазы стали главным объектом охоты

Robb Report
Загадка, которую ученые не могут разгадать уже 100 лет: что же случилось во Франции в ночь на 30 декабря 1902 года? Загадка, которую ученые не могут разгадать уже 100 лет: что же случилось во Франции в ночь на 30 декабря 1902 года?

В ночь на 30 декабря 1902 года жители Парижа проснулись от необычной тишины

ТехИнсайдер
Как не стыдно: все забыли настоящее имя медведя, и почему его жилище называется берлога, а не медвелога? Как не стыдно: все забыли настоящее имя медведя, и почему его жилище называется берлога, а не медвелога?

Какое настоящее имя у косолапого сладкоешки?

ТехИнсайдер
Конец истории: как работает искажение времени — мнение социального психолога Конец истории: как работает искажение времени — мнение социального психолога

Что такое искаженное восприятие времени и как оно на нас влияет?

Psychologies
Пеле, Артемьев, Вествуд: нормально ли оплакивать знаменитостей? Пеле, Артемьев, Вествуд: нормально ли оплакивать знаменитостей?

Что думают психологи о скорби по знаменитостям?

Psychologies
Осторожно, опасное саморазвитие: как распознать некачественный тренинг личностного роста — 5 признаков Осторожно, опасное саморазвитие: как распознать некачественный тренинг личностного роста — 5 признаков

Какие подводные камни могут ожидать на пути самосовершенствования?

Psychologies
На старте На старте

История несостоявшейся защиты первой диссертации Альберта Эйнштейна

Наука и жизнь
Подсказывают актеры: какие сценические приемы можно использовать на публичных выступлениях Подсказывают актеры: какие сценические приемы можно использовать на публичных выступлениях

Актерские приемы, которые помогают справиться с волнением

Inc.
Открыть в приложении