Альтернативные приводы для грузовых автомобилей

Как уменьший “вклад” грузовых автомобилей в общие выбросы СО2 в Европе. Эксперты дают обзор наиболее важных подходов в изменении привода грузовых автомобилей.

Аккумулятор

С тех пор, как пионер электрических автомобилей Tesla представил исследование своего электрогрузовика Semi, идея электропривода для грузовых автомобилей на батарейках также стала популярной в обществе. Некоторое время такой грузовик был нишевым решением, ведь у него те же основные проблемы, что и у легкового электромобиля: высокая стоимость аккумулятора и малый радиус действия. Кроме того, вес батареи играет еще большую роль, т.к. это отражается на меньшей полезной нагрузке. Дальнобойщики вряд ли будут питаться от аккумуляторов в среднесрочной перспективе. С другой стороны, технология больше подходит для городской доставки или распределения трафика между контейнерными терминалами и складами: расстояния не слишком велики, так что можно использовать более мелкие, более легкие и более дешевые аккумуляторные батареи. Зарядка аккумуляторов также может быть относительно хорошо интегрирована в часто характеризуемый рабочий процесс пауз ожидания и загрузки. Однако до сих пор инфраструктура отсутствует: согласно исследованию, проведенному отраслевой ассоциацией ACEA, в ближайшее десятилетие Европе установят около 20 000 станций быстрой зарядки (до 500 кВт) на автомагистралях и 6000 дополнительных станций сверхбыстрой зарядки (более 500 кВт). На данный момент нет ни того, ни другого. Также пока не существует технического стандарта на зарядные штекеры. 

Н2 топливный элемент

Электрические грузовики не обязательно нуждаются в большой батарее. С топливным элементом может быть блок питания без экстремального веса и проблем с дальностью. Топливный элемент вырабатывает электрическую энергию на месте из захваченного водорода и кислорода из воздуха, из выхлопных газов выходит только дистиллированная вода. Тем не менее, топливный элемент с аккумулятором имеет высокую стоимость и отсутствие инфраструктуры. В обоих случаях транспортная отрасль должна надеяться на поддержку со стороны легкового автомобиля. Только если водородная технология продвинется туда с большим захватом, производственные затраты уменьшатся, в то время как поставки газа будут расширены. 

Высоковольтная линия

Ни большая батарея, ни топливный элемент не нуждаются в воздушных линиях. На специально оборудованных участках автомагистралей – так называемых электрических магистралях – они вытягивают свой тяговый ток, как поезд. Также возможно, что на борту находится небольшая батарея, которая заряжается во время поездки как троллейбус. Сами грузовики были бы относительно дешевыми, по крайней мере, по сравнению с полноценными электрическими моделями с большой батареей или топливным элементом – также потому, что затраты переносятся на инфраструктуру, за что уже отвтственны Европейские правительства.

Природный газ / биометан

В легковых автомобилях природный газ еще не получил признания в Европе. Грузовик должен быть другим. Производители коммерческих транспортных средств, такие как Iveco и Scania, все чаще предлагают соответствующие модели, в то время как политики поддерживают альтернативное топливо, в частности, с помощью планируемого терминала для сжиженного природного газа для импорта из США. Такое ископаемое топливо,  может снизить выбросы CO2 при автомобильных перевозках почти на 5 млн. тонн в год, рассчитывает, например, исследование Немецкого института аэрокосмической промышленности (DLR) от имени нефтяной компании Shell. Однако другие эксперты настроены менее оптимистично – по данным экологической организации T & E, природный газ в грузовиках имеет минимальный потенциал для сокращения выбросов CO2. Даже с другими загрязнителями он едва ли превосходит современные дизельные двигатели. Несомненно, существует более позитивная перспектива использования биометана – хотя газ, добываемый из возобновляемых ресурсов или с помощью возобновляемых источников энергии, вряд ли будет достаточно доступен в обозримом будущем. Положительным моментом являются управляемые затраты на двигатели, работающие на природном газе: технология дешевая и проверенная временем, газ можно относительно хорошо хранить и транспортировать. Тем не менее, использование природного газа в качестве топлива должно быть более практичным и значимым при транспортировке. 

Караваны

Есть место для улучшения не только в драйве. CO2 также может быть сэкономлен в самой транспортной системе, как показывает так называемый «взвод», в котором грузовые автомобили движутся в максимально узкой колонне. Принцип известен из Тур де Франс и других велосипедных гонок – кто едет за кем-то, экономит энергию. Или в случае грузовика просто топливо. Управление осуществляется компьютером, который постоянно держит расстояния и останавливает полностью сетевой поезд в аварийной ситуации без столкновений. Тот факт, что сети грузовых автомобилей экономят топливо и являются безопасными, недавно был доказан полевыми испытаниями производителя коммерческих автомобилей MAN и логистической компанией DB Schenker. В случае движения в потоке потребление упало примерно на четыре процента, и еще большее сокращение будет возможно при дальнейшем сокращении расстояния. Является ли “караван” моделью для загруженных немецких автомагистралей, еще неизвестно. Рядом идущие машины будут регулярно разрывать колонну и уменьшать преимущество в эффективности. 

Экологически чисто на большие расстояния

Как бы там ни было, но через шесть лет после выхода на рынок Tesla Model S ситуация показывает, что эйфорические прогнозы в отношении прогресса аккумуляторной батареи не оправдались. Из-за сохраняющихся высоких цен и ограниченной практичности эта форма электрической мобильности лишь частично конкурентоспособна с бензиновыми и дизельными двигателями. Автомобильная промышленность уже давно знает об этом и поэтому начинает продавать электромобили на топливных элементах в качестве альтернативы: Mercedes поставляет F-Cell GLC. Hyundai уже имеет второе поколение Nexo в своем ассортименте, а также запускает крупномасштабные испытания с 1000 тяжелых полуприцепов в Швейцарии.

В принципе, автомобили на топливных элементах – это электромобили, которые вырабатывают собственное электричество. Для этого они заполняются чистым водородом под высоким давлением, который в топливном элементе превращается в электричество с кислородом воздуха. Процесс заправки занимает около трех минут для нынешних автомобилей. Высокая плотность энергии водорода выгодна для диапазона действия: например, с Hyundai Nexo с 6,33 килограммовым газовым баллоном в реальной работе он находится на уровне около 500 километров на максимальной скорости (заводская спецификация: максимум 756 километров). Водород не уходит – это было по-другому в 90-х годах, поскольку водород хранился в жидком состоянии в криогенных криотанках: при так называемом выпаривании контейнеры медленно опорожнялись. Современные газовые баллоны под давлением (тип IV), используемые для природного газа, по данным Audi, в пять раз плотнее, чем у бензина. В то время как автомобили, работающие на сжиженном газе, могут стоять месяцами, аккумуляторные электромобили постоянно теряют энергию. Расход вампира потребляет до одного процента от мощности в сутки.

Основатель Tesla Элон Маск, кажется, осознал потенциал топливного элемента и яростно полемизирует с конкурирующей технологией: «Топливные элементы – это дурацкие элементы», – говорит он, вызывая опасения и сомнения. Например, предполагаемая опасность взрыва воспринимается всерьез многими людьми. Здесь также есть недоразумение: если резервуар действительно протекает, водород испаряется очень быстро или, принимая энергию зажигания, сгорает в струе пламени. Настоящая детонация столь же маловероятна, как и у обычных автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Воспламеняющаяся смесь может сформироваться подобно бензину только в крайне редких случаях. В основном, это относится ко всем типам приводов: при работе с большими объемами энергии необходимо соблюдать меры предосторожности.

Давайте взглянем на Hyundai Nexo, текущий эталон для электромобилей на топливных элементах. Он имеет такие же размеры, как Volkswagen Tiguan Allspace с длинной колесной базой или аккумуляторный электрический внедорожник Audi e-tron и Mercedes EQC. Однако два немецких электромобиля весят на 600 кг больше, чем корейцы. Более высокий вес объясняется огромным использованием материалов для больших батарей.

В e-tron, например, смесь различных металлов, от стали и алюминия для корпуса до меди для кабелей с литием, никелем и кобальтом, весит около 700 килограммов. Тем не менее, ассортимент конкурентов премиум-класса не может сравниться с таковым у Hyundai – в дополнение к очень длинному по сравнению со временем зарядки водородного бака. Поэтому для больших расстояний и большого веса транспортного средства топливный элемент явно имеет преимущество. Кстати, потребность в пластине в ячейках примерно эквивалентна потребности в каталитическом нейтрализаторе SCR для легковых автомобилей с дизельным двигателем. Этот контраргумент не работает.

Однако с точки зрения перераспределения энергии нет смысла полностью переигрывать батарею на электрический привод с топливными элементами. Скорее, необходимо проверить, какое решение подходит для какой цели. Хорошим примером этого является Volkswagen e-Crafter: он по сути имеет трансмиссию от e-Golf с емкостью аккумулятора менее 36 кВт-ч.

Достаточно для примерно 100 километров в локальной дистрибуции товаров, но слишком мало для всех других целей. Батарея большой дальности не только была бы очень дорогой, но и минимизировала бы полезную нагрузку e-crafter. По этой причине Volkswagen Commercial Vehicles продемонстрировал электрический топливный элемент e-Crafter Hymotion на выставке IAA 2018. Прототип, который должен привести хотя бы к небольшой серии.

Между тем, станции заправки водородом открывается, например, почти каждую неделю в Германии. Это стоит около миллиона евро за место. Следовательно, для хорошего охвата в 2000 колонок потребуется около двух миллиардов евро. То, что звучит как непомерные инвестиции, учитывается при рассмотрении текущей производительности минерального топлива.
Таким образом, в Германии, через форсунки ежегодно поступает от 60 до 70 миллиардов евро, и более половины этой суммы попадает в государственную казну в качестве налога. Поэтому создание функционирующей инфраструктуры с водородными заправочными станциями (а также станциями быстрой заправки) является лишь вопросом политической воли.

Однако остается один недостаток чистой энергии: для переработки воды в водород и его сжатия до 700 бар требуется много энергии, поэтому баланс энергии выглядит относительно плохим. В зависимости от процесса эксперты рассчитывают, что потребление энергии примерно в два раза выше при прямом сравнении топливного элемента и аккумулятора автомобиля. Поэтому электромобили с аккумулятором особенно подходят там, где небольшие автомобили преодолевают короткие расстояния. Не случайно, что Smart предлагает Fortwo исключительно с электродвигателем с 2020 года. Предел разумного применения, вероятно, превышен, когда городской внедорожник в сегменте Polo, такой как Hyundai Kona EV с батарейным питанием, весит более 1,8 тонн. К этому следует добавить факт дефицита поставок сырья для элементов аккумуляторных батарей: идея о том, что 100 миллионов новых автомобилей и коммерческих транспортных средств в год будут, возможно, нуждаться только в аккумуляторах, превратиться в невероятную битву за ресурсы с современными химическими элементами.

В области электромобильности импортируемые ископаемые виды топлива (бензин, дизельное топливо, природный газ) заменяются собственной энергией, приводящей в движение (электричество, водород). Если в то же время увеличивается выработка энергии ветроэнергетическими и фотоэлектрическими станциями, это приводит к большей экономической самообеспеченности. А в качестве альтернативы электрическому приводу на топливных элементах обещание самого автомобиля остается неизменным: неограниченная мобильность.

Bosch будет производить топливные элементы

Если такой гигант, как Bosch, выходит на рынок мобильных топливных элементов и делает не что иное, как «прорывную технологию для грузовых и легковых автомобилей», то это что-то значит. Технология топливных элементов не очень проста: в основе технологии лежит так называемая батарея, «батарея топливных элементов», состоящая из топливных элементов и биполярных разделительных пластин, которые преобразуют водород и подаваемый воздух в электрическую энергию.

Для дальнейшей разработки и производства стеков, компания Bosch заключила соглашение о сотрудничестве со шведским производителем Powercell Sweden AB, который уже производит стеки с топливными элементами. В соответствии с условиями соглашения оба партнера продолжат разработку стека на основе полимерного электролитического топливного элемента (PEM) до серийного выпуска, а Bosch будет производить технологию для мирового автомобильного рынка по лицензии. Этот комплект дополняет портфель компонентов топливных элементов Bosch и должен быть запущен не позднее 2022 года. «Bosch имеет сильную позицию в области топливных элементов», – говорит доктор Стефан Хартунг, управляющий директор и председатель подразделения мобильных решений Bosch. «Индустриализация технологий является одной из наших сильных сторон. В настоящее время мы решительно преодолеваем эту проблему и открываем рынок ». Bosch видит долгосрочный потенциал в миллиардах в бизнесе с технологией мобильных топливных элементов. По оценкам Bosch, к 2030 году топливные элементы будут обеспечивать до 20 процентов всех электромобилей в мире. Генеральный директор Powercell Пер Вассен считает, что сотрудничество с Bosch является правильным шагом для успешного выхода на рынок: «Благодаря всей своей мощи и компетентности, Bosch открывает возможность для нашей технологии топливных элементов, закрепиться на автомобильном рынке. Bosch – лучший партнер, которого мы только можем себе представить ». Генеральный директор Powercell Пер Вассен считает, что сотрудничество с Bosch является правильным шагом для успешного выхода на рынок: «Благодаря всей своей мощи и компетентности, Bosch открывает возможность для нашей технологии топливных элементов закрепиться на автомобильном рынке. Bosch – лучший партнер, которого мы только можем себе представить ». 

Технология топливных элементов для коммерческих и легковых автомобилей

Bosch видит лучшие возможности для широкого использования технологии топливных элементов первоначально на рынке коммерческих транспортных средств. Требования парка грузовых автомобилей Европейского Союза предусматривают сокращение выбросов CO2 в среднем на 15 процентов к 2025 году и на 30 процентов к 2030 году. По словам представителя Bosch, эта цель может быть достигнута только при увеличении количества электрифицированных приводов. Топливный элемент играет решающую роль в этом. Основываясь на коммерческих автомобилях, а в планах Bosch на будущее – приводы топливных элементов будут все чаще использоваться и в легковых автомобилях. Затраты на системы топливных элементов должны будут постепенно снижаться. Самый дорогой элемент – это стек. Он составляет до двух третей от общей стоимости системы топливных элементов. «Благодаря индустриализации и распространению технологий на рынке, Bosch достигнет эффекта масштаба и увеличит расходы», – считает Хартунг. Расходы также должны снизиться, когда речь идет о водороде. В настоящее время источник энергии в основном производится для промышленного применения по цене за килограмм, часто превышающей пять евро. По мере роста производства цена имеет тенденцию падать. Один килограмм водорода содержит столько же энергии, сколько 3,3 литра дизельного топлива. На 100 километров 40-тонному автомобилю потребуется от девяти до десяти килограммов водорода. 

В идеале водород можно сделать углерод-нейтральным с помощью возобновляемого электричества. Различные промышленные компании работают над оптимизацией этого процесса. Кроме того, в Германии уже существует небольшая сеть заправочных станций, насчитывающая чуть более 60 станций, и эта тенденция нарастает. Водород за несколько минут заправляется газом высокой степени сжатия. В топливном элементе, несколько соединенных между собой, составляют батарею, водород реагирует с кислородом. Это создает – в дополнение к воде как остатку – электрическую энергию. Это может либо использоваться для зарядки аккумулятора в автомобиле, либо он подключается непосредственно к электродвигателю. Благодаря гибкому объединению двух или более стеков можно охватить целый ряд приводов от легковых автомобилей до тяжелых грузовиков. Благодаря 60 сотрудникам Powercell все чаще производит стеки мощностью до 125 киловатт. Основанная в 2008 году как дочерняя компания Volvo Group, компания из Гётеборга уже поставляет топливные элементы для прототипов грузовых и легковых автомобилей. Bosch также имеет ноу-хау в технологии топливных элементов и разработал ряд компонентов для топливных элементов в грузовых и легковых автомобилях. К ним относятся воздушный компрессор с силовой электроникой и блок управления с датчиками. Bosch также имеет ноу-хау в технологии топливных элементов и разработал ряд компонентов для топливных элементов в грузовых и легковых автомобилях. К ним относятся воздушный компрессор с силовой электроникой и блок управления с датчиками.

Сотрудничество Bosch также для стационарных топливных элементов

В дополнение к топливным элементам PEM, Bosch также активен в так называемых твердооксидных топливных элементах (SOFC). Вместе с британским специалистом Ceres Power компания Bosch разрабатывает технологию SOFC с середины прошлого года, чтобы, например, обеспечить электроэнергией предприятия или центры обработки данных на местах. Технология позволит использовать небольшие электростанции, которые можно разместить в любом месте города, а также в промышленных и коммерческих районах. Благодаря высокой гибкости стандартизированных систем, пиковые нагрузки могут быть лучше покрыты. В будущем модуль SOFC будет генерировать 10 киловатт электроэнергии. Для более высоких требований к энергии любое количество модулей с одинаковой мощностью может быть объединено в сеть

Исследование: электромобили загрязняют климат сильнее, чем сопоставимый дизель

Согласно исследованиям профессора физики из Кельна Кристофа Бухала, эксперта по энергетике Ханса-Дитера Карла и бывшего президента Института IFO Ханса-Вернера Синна, электромобили улучшают климатический баланс Европы. На самом деле они даже увеличивают выбросы CO2. Соглассно исследование, в ходе которого было принято во внимание процесс производства аккумуляторов и комбинация мощностей в Германии, электрический автомобиль климат от 11 до 28 процентов больше, чем дизельная машина.

Литий, кобальт и марганец для батарей будут извлекаться и обрабатываться с высоким потреблением энергии. Аккумулятор для Tesla Model 3 мощностью 75 кВтч загрязняет климат с 11 до 15 тонн CO2. По прогнозам авторов исследования, при сроке службы батареи 10 лет и пробеге в 15 000 километров в год это само по себе будет означать от 73 до 98 граммов CO2 на километр. Добавьте к этому выбросы CO2 электричества. В действительности Tesla выделяет от 156 до 181 грамма CO2 на километр.

Для справки исследователи использовали двигатель Mercedes-Benz C 220 d (двигатель: OM 654). Согласно NEDC, он потребляет 4,5 литра топлива на 100 км и, по словам производителя, выделяет 11,7 кг CO2, то есть 117 граммов на километр. По данным Объединенного исследовательского центра Европейской комиссии, выбросы по-прежнему на 21% выше, если включить всю цепочку добычи. Исходя из этого, Бухал, Карл и Синн делают вывод, что Mercedes приносит выбросы CO2 в размере 141 грамм на километр – и, следовательно, меньше, чем Tesla.

Критика политики и ограничений

Исследователи подвергли критике тот факт, что европейская политика классифицирует электромобили как автомобили с нулевым уровнем выбросов. Предельный уровень CO2 в 59 грамм на километр, установленный с 2030 года, соответствует потреблению 2,2 литра дизельного топлива или 2,6 литра газа на 100 километров и является «технически нереальным». Таким образом, автопроизводитель выпустит большую часть своих автомобилей в качестве электронных автомобилей для клиентов. Лучше для климата будут водородные автомобили и ДВС на метане. Его выбросы CO2 на треть ниже, чем у дизеля.

Синн прокомментировал: «Метановая технология – это идеальная мостовая технология для транспортных средств, работающих на природном газе, которые работают на обычных двигателях, и для двигателей, которые могут когда-нибудь использовать метан из источников энергии, не содержащих CO2. В этом отношении федеральное правительство может только посоветовать продвигать водородные и метановые технологии в духе открытых технологий».

Батареи электромобилей умирают дважды

Скептики называют электрические автомобили, из-за того, что из батареи заполнены редкоземельными металлами, не иначе как вождением на опасных отходов. На самом деле это сырьевые рудники: литиевые, никелевые, марганцевые и кобальтовые, медные кабели, стальные корпуса и даже пластмассовые компоненты – все это слишком ценно, чтобы просто выбрасывать. Кроме того, это запрещено: ЕС требует, чтобы не менее 50 процентов материала автомобильного аккумулятора были переработаны. Рециркуляция батарей существует, но до сих пор, только в очень маленьком размере. Это связано с рядом практических проблем, но в первую очередь с одной: до сих пор почти нет старых батарей.

Срок службы аккумуляторов электрического автомобиля все еще неполон, но накопление энергии в автомобиле кажется более долговечным, чем вы видите это на своем домашнем смартфоне или ноутбуке. Приблизительно через пять-десять лет, как обещают большинство производителей, аккумуляторы справляются со своей работой, тогда их выходная емкость составляет всего 80 или 75 процентов. Но они ни в коем случае не являются непригодными для использования: вместо этого их вторая жизнь начинается после разложения и углубленного изучения, например, в качестве буфера в источнике энергии или в качестве стационарного накопителя энергии для зарядки поставщиков энергии. Или в качестве портативного источника энергии. Nissan, например, в скором времени будет предлагать портативные аккумуляторные батареи, изготовленные из использованных аккумуляторов Leaf, VW будет использовать старые аккумуляторы для мобильных зарядных станций. При оптимальных условиях выведенные из эксплуатации автомобильные аккумуляторы могут быть полезны даже для менее требовательных приложений еще на десять лет.

Аккумуляторы как опасные грузы

Итак, первая большая волна старых батарей появится менее чем через 20 лет. Но, конечно, даже сегодня есть аккумуляторы, которые подвергаются переработке, например, потому, что они попали в автомобильную аварию или потому, что их использовали не так интенсивно, что они состарились быстрее, чем обычно. Пока что переработка дорогая и утомительная. Даже транспортировка проблематична. Аккумуляторы – это опасные грузы, которые могут храниться только с соблюдением мер безопасности. Окончательная разборка выполняется в основном вручную. Для механической разборки потребовались бы одинаковые типы батарей – в настоящее время даже не каждый производитель использует одинаковую конструкцию в каждой модели. Кроме того: на сегодняшний день разработано наименьшее количество батарей для последующей переработки; Отдельные компоненты трудно отделить друг от друга, часто помогает только тщательное плавление. Тем не менее, степень извлечения относительно высока, в зависимости от материала около 90 процентов, в целом около 50 процентов. В то время как утилизация обычно осуществляется специализированными компаниями по переработке отходов сегодня, это может заинтересовать производителей автомобилей в будущем, так как они лучше знают аккумуляторные батареи и, если сомневаются, их можно спроектировать или сделать так, чтобы они работали после конца основного. Их две жизни легко предвидеть заранее. Например, VW планирует пилотную установку в Зальцгиттер, которая будет перерабатывать до 72 процентов компонентов. Тогда остаются по существу только электролит и графитовый электрод. В долгосрочной перспективе они также должны вернуться к циклу сырья, увеличив коэффициент переработки до 97 процентов. Переработка значительно улучшает общую оценку жизненного цикла электромобиля, позволяет избежать затрат на утилизацию и, что не менее важно, уменьшает зависимость производителей от поставок нового сырья.

Средняя мощность новых автомобилей снова выросла

Среднестатистический зарегистрированный легковой автомобиль в Европе имел мощность двигателя 153 л.с. в прошлом году. Это на 1,8 л.с. больше, чем в 2017 году. В целом же , по подсчетам Центра автомобильных исследований (CAR), 527 млн. л.с. вышли только на дороги Германии. Для сравнения: космический челнок «Спейс Шаттл», разработанный НАСА, на взлете имеет мощность около 84 миллионов л.с.

Мощность двигателей новых автомобилей непрерывно росла на протяжении многих лет – только в 2009 году была отмечена небольшое снижение. Падение доли рынка дизельного топлива также не смогло остановить рост PS. По данным CAR, все более популярный сегмент внедорожников компенсирует эффект снижения от дизелей. В текущем году эксперты ожидают повышения производительности и ожидают в среднем 155 л.с. Большая часть особо сильных автомобилей должна быть снова регистрируется на корпоративных клиентов. На рынке приватных клиентов средняя мощность новых легковых автомобилей в 2018 году составила 138 л.с.

Десять лет назад средняя стоимость новых  автомобилей в Европе по-прежнему составляла 130 л.с., 20 лет назад – около 100.

Аккумулятор электромобиля остается жидким внутри

Аккумулятор является не только экономически основным компонентом электромобиля. Это также важно для будущих пользователей, поскольку он определяет дальность их автомобиля. А также это определяет, действительно ли они делают что-то хорошее с отказом двигателя внутреннего сгорания для окружающей среды.

Литий-ионный аккумулятор остается

Едва ли проходит день без прорывных сообщений в исследовании в области батарей, которые обещают более низкие затраты , более длинные диапазоны или более короткое время загрузки. Тем не менее, многие нововведения изначально остаются только на бумаге, заявляет, например, профессор Мартин Винтер из Мюнстерского университета, имея в виду  преувеличенные ожидания. И в то же время он предостерегает от пренебрежения дальнейшим развитием современной литий-ионной технологии. Краткосрочные альтернативы для серийного производства в автомобиле на самом деле нет. Твердый элемент , который может дать преимущества с точки зрения безопасности , в частности, дает большие надежды , так как он менее подвержен пожару, чем литий-ионный аккумулятор, Однако существует множество дополнительных требований, которым должна соответствовать аккумуляторная батарея для электрического автомобиля, начиная с удельной энергии, зависящей от диапазона, а не стоимости. Новые аккумуляторные технологии должны сначала соответствовать этим критериям и доказать это. В конце концов, эксперты все еще видят некоторый потенциал в электронных автомобилях с литий-ионными аккумуляторами. По их прогнозам, в ближайшие десять лет они могут вырасти еще на 30 процентов.

Эволюция вместо революции остается девизом.

С производством двигателей внутреннего сгорания и трансмиссий все меньше и меньше денег можно заработать для триумфального шествия электронной мобильности. Любой, кто работает в классическом компоненте автомобильной промышленности, должен поэтому опасаться за свою будущую работу.

Основные компоненты автомобильного аккумулятора в настоящее время производятся в основном в Китае и Корее, где и создается основная добавленная стоимость. В Европе же само производство элементов составляет только от пяти до десяти процентов добавленной стоимости. Гораздо большая часть связана с производством основных компонентов элемента, таких как анод, катод и электролит. Здесь эксперты видят лучшие шансы для европейских высокотехнологичных компаний, которые также не должны быть проданы многомиллиардным азиатским компаниям, которые не только имеют много денег, но и получают знания и опыт. Тем не менее, вероятно, скоро, например, в Германии появятся заводы по производству аккумуляторных батарей, но во главе с азиатскими компаниями. Они могут устанавливаться на электромобили европейских производителей , чтобы снизить затраты на логистику.

Автомобильный аккумулятор становится “зеленым”

Большое обещание электромобиля – это его экологичность. На данный момент это лишь ограничивает его, поскольку, прежде всего, производство батарей потребляет огромное количество энергии и других ресурсов, которые должны быть компенсированы еще раз при чистой работе (эко) электричеством. Поэтому западные автопроизводители хотят быть экологически чистыми в производстве. Например, VW только что объявил, что будет избегать выбросов CO2 при создании своих будущих моделей или, по крайней мере, компенсировать их сертификатами, так что транспортное средство будет скатывается с конвейера практически без выбросов CO2. Дальнейшие улучшения в экологическом балансе могут быть сделано такими новыми производителями аккумуляторов, как шведский стартап Northvolt, который планирует построить европейские аккумуляторные батареи из возобновляемых источников к 2020 году, к северу от Стокгольма. Член-основатель и главный операционный директор Паоло Черрути обещает «самую зеленую батарею в мире» в Бохуме. Также происходят изменения в основных химических ингредиентах батарей, и потребность в дефицитных веществах, некоторые из которых субсидируются в недостойных условиях, таких как кобальт, должна быть уменьшена в будущем. К этому следует добавить такие компании, как Keliber из Финляндии, которая намерена устойчиво продвигать литий в Европе, чтобы покрыть хотя бы часть быстро растущего спроса в автомобильной промышленности.

Альтернативное топливо: водород из соленой воды

В идеале дистиллированная вода до сих пор использовалась для получения водорода электролизом. Теперь это тоже с морской водой.

В идеале дистиллированная вода до сих пор использовалась для получения водорода методом электролиза. Теперь же этот метод может быть применен также с морской водой.

Альтернативное топливо водород теперь также может быть получен из соленой воды. Исследователи из Стэнфордского университета утверждают, что решили проблему коррозии на аноде, которая до сих пор препятствовала использованию морской воды для электролиза.

В будущем новый метод может значительно упростить производство водорода во многих регионах мира. Например, в пустынных районах, где много электроэнергии вырабатывается фотоэлектрическими устройствами. Электричество может быть использовано для получения водорода с последующим использование в топливных элементах автомобиля и, таким образом, избежать использования такого ограниченного ресурса как питьевая вода.

Освещение автомобиля становится коммуникативным

Инженеры по свету не только находятся на переднем крае передовых технологий для головного света, но и заботятся обо всех других элементах оcосвещения на автомобиле. В будущем системы освещения будут становиться все более умными и приобретать все больше и больше функций.  Когда автомобили будут двигаться автономно, огни авто также должны регулировать связь с окружающей средой.

Дальнейшее развитие задних фонарей определяется скорее юридическими, чем техническими препятствиями. Вместо того, чтобы просто освещать автомобиль или указывать, что водитель тормозит, красные огни могут в будущем напрямую связываться с другим водителем или пешеходом. Возможны легкие подписи, которые адаптируются к выбранному режиму вождения (например, спорт, комфорт или бездорожье) и, таким образом, указывают водителю, в каком настроении находится водитель. Однако, вероятно, было бы лучше, чтобы клиент хотел придать своему настроению еще больше индивидуальности и покупал разные световые подписи в зависимости от вкусa.

Голографическая технология также открывает новые возможности для общения, что дает дизайнерам больше гибкости и позволяет свету появляться там, где на самом деле нет места для освещения. Таким образом, теоретически, собственный логотип компании или личные инициалы на задних фонарях могут отображаться без ущерба для их реальной задачи. Их функции могут включают в себя также предупреждение других участников дорожного движения о заторах или плавности движения.

Особенно с ростом автоматизации транспортных средств интеллектуальных задних фонарей, вероятно, недостаточно. Большая часть общения водителя с окружающей средой – сегодня посредством зрительного контакта или ручных сигналов – должна в будущем осуществляться самой машиной без водителя. Одной из возможностей для этого являются дисплеи, которые VW установил на испытательный носитель Tiguan спереди и сбоку. Коммерчески доступные ЖК-экраны могут, например, использовать анимированные рисунки, чтобы сигнализировать пешеходам, что машина останавливается, а прохожие могут безопасно переходить улицу.

Вполне возможно, что световая полоса может давать предупредительные световые сигналы в опасной ситуации, а также мигать желтым светом. Задняя часть светодиодной ленты также может дополнять стоп-сигнал, а перемещение световых точек на передней части вскоре может послужить дополнительным требованием для пешеходов перейти улицу. Кроме того, автомобиль может сигнализировать через специальное освещение,

Автономное вождение: общение через Лайтбар

Если при автономном вождении, водитель не будет больше смотреть в глаза пешеходу, автомобиль будущего должно сказать себе, что оно будет делать дальше. Например с тенью на улице.

Согласно опросам, пешеходы чувствуют себя в меньшей безопасности, когда им приходится делить дорогу с автономными транспортными средствами. Вот почему разные производители работают над решениями, позволяющими роботизированным автомобилям общаться с пешеходами. Land Rover, например представил вариант, в котором цифровые лучи, проецируемые на проезжую часть, объявляют действия робота.

Цифровые лучи проецируются перед автомобилем, чтобы показать, хочет ли автономное транспортное средство остановиться, съехать или повернуть налево или направо. Расстояния между горизонтальными полосами являются переменными. Например, они становятся уже во время процесса торможения, при ускорении они расширяются и перед поворотом разлетаются в выбранном направлении движения.

Независимо от того, с водителем или без: Когда поездка начинается, автомобиль показывает это окружающему миру с помощью анимированного изображения стрелки перед автомобилем, в то же время освещение рождественской елки уменьшается, когда автомобиль находится в движении. В конце концов, слишком много света может отвлечь от важной информации. Например, от стоп-сигнала: это дополняется в видении своего рода слепым светом в заднем стекле, которое кажется тем больше, чем больше тормозит автомобиль. Подобная белая световая завеса на стеклянной крыше может одновременно взять на себя внутреннее освещение и помочь быстро найти автомобиль на темной стоянке. А динамические проекции рядом с дверями предназначены не только для того, чтобы буквально проложить дорогу водителю при выходе, но и для предупреждения велосипедистов от что дверь может сейчас открыться. И в будущем, вероятно, никто не откроет дверь, не посмотрев в другую сторону: в конце концов, красный световой сигнал также предупреждает о приближающимся сзади велосипедисте.

Законодатель принимает решение о приемлемости технических изменений

Какие возможности освещения в конечном итоге разрешены с точки зрения законодательной власти, а какие оказываются полезными и, прежде всего, понятными на практике, в настоящее время все еще находится в неопределенности. На данный момент инженеры хотят получить как можно больше опыта благодаря многочисленным исследованиям и экспериментам в реальном дорожном движении.

Датчики салона: новые ощущения для автомобиля

Наши автомобили смотрят очень внимательно, что происходит вне машины. Для этого они используют все более точные радарные устройства, которые также поддерживаются лазерными лучами, например, при парковке. Кроме того, все больше и больше камер используют автомобили. Мозговой центр ZF Group теперь также нацелен на интерьер автомобиля и, таким образом, находится в поисках дополнительных электронных помощников.

Интерьерная камера 3D сканирует пассажиров, постоянно регистрирует их размер, их положение и направление обзора. Поскольку системы безопасности, такие как подушки безопасности или натяжители ремней, всегда исходят из идеального положения пассажиров, небрежность человека создает опасность. Например, если вы слишком наклонно садитесь при поездке на дальние расстояния или скользите слишком далеко вперед в своем кресле, системы, запрограммированные на случай чрезвычайной ситуации, такие как подушка безопасности, уже не могут быть полностью эффективными. Информация, собранная с помощью внутренней камеры, должна теперь регулировать бортовые системы в случае опасной ситуации с надвигающимся столкновением, таким образом, чтобы обеспечить наилучшую возможную защиту, даже если положение сидя не оптимально.

Это особенно важно в полуавтоматическом вождении, которое уже сегодня уменьшает некоторые задачи водителя. Это может привести к тому, что люди за рулем перестанут воспринимать правила, усвоенные в автошколе, слишком серьезно. 3D-камера распознает, например, держит ли водитель обе руки на руле, активно ли он управляет транспортным средством, или его взгляд направлен на дорогу, даже с активными системами помощи. Если он просто опасно долго отводит взгляд, может быть выдвинуто предупреждение, что требуется внимание. В зависимости от размера транспортного средства другая камера также наблюдает за вторым рядом сидений и распознает беззаботное поведение, например, детей.

Датчик прослушивания регистрирует сирены

Еще одна новинка дает автомобилю собственные уши. Этот датчик шума запрограммирован на фильтрацию сирен полицейских или экстренных транспортных средств от уличного шума – например, в случае, если звуковая система в этот момент сильно разрушается ультразвуком. Он распознает расстояние и направление движения машины скорой помощи, на дисплее водителю предоставляется соответствующая информация и дополнительно предоставляются советы, такие как «формирование спасательного маршрута» или «движение вправо». Более или менее автоматически едущие автомобили должны позже иметь возможность автоматически выполнять соответствующие маневры.

Внутренние камеры и слушатели “Sound AI” являются частью сетевой системы наблюдения, где новый высокопроизводительный центральный компьютер контролирует и координирует различные компоненты. В его электронном мозгу создается постоянно обновляемая картина общих событий снаружи и внутри автомобиля. По словам ZF, новые датчики могут быть готовы к производству довольно скоро.