Автодайджест №301: матричные лазерные фары и дешевые аккумуляторы

⇡#Автомобильные новости

Весь прошлый выпуск мы посвятили автосалону в Шанхае. Однако в дебютные дни мероприятия не все производители успели представить свои новинки — к примеру, кроссовер SEM DX7 был показан немного позже, поэтому в обзор мотор-шоу он не вошел. Мы бы не заметили потери бойца, если бы не оригинальный внешний вид автомобиля.

Зачастую китайские машины выглядят по меньшей мере вторично. Нередко производители из Поднебесной без стеснения копируют известные модели мировых брендов, хотя стоит признать, что за последнее десятилетие визуальная часть местных автомобилей сделала качественный скачок. SEM DX7 тоже отлично выглядит, но при этом никому не подражает. Однако это заслуга не китайцев, а итальянцев: паркетник нарисован в известном ателье Pininfarina.

В китайской автомобильной промышленности сложилась парадоксальная ситуация с дизайном легковушек. Всем очевидно, что местным производителям далеко не всегда удается создать опрятный облик автомобилей собственными силами. Иногда китайцы обращаются за помощью к европейским дизайнерам, но это случается довольно редко. Вместе с тем в Италии и некоторых других развитых странах на грани банкротства балансируют всемирно известные дизайн-студии с вековой историей. Разумеется, и они порой рисуют весьма причудливые машины, однако это все же лучше безликого копирования. У китайских гигантов есть деньги для покупки западных производителей, но нет желания выкупить знаменитые студии фактически за бесценок. Вот и ателье Pininfarina давно демонстрирует далеко не лучшие финансовые показатели. К счастью, в скором времени итальянцы будут спасены от финансовой пропасти: индийская компания Mahindra & Mahindra вот-вот купит студию.

В целом дизайн SEM DX7 соответствует современным веяниям. На боках кроссовера присутствуют волны с ярко выраженным рельефом. Подобные экспрессивные элементы содержатся, например, в облике паркетника Nissan Murano. Некоторое сходство с японским автомобилем можно обнаружить и в оформлении задней стойки крыши. Однако SEM DX7 будет заметно компактнее: общая длина кузова составит 4537 мм при колесной базе 2700 мм. Точные технические параметры пока не публикуются, однако автомобиль предполагается оснащать турбированными бензиновыми двигателями объемом 1,5 и 2 литра.

Компания SEM в течение долгого времени сотрудничает с Mitsubishi. В рамках совместного предприятия в Китае осуществляется сборка ряда японских моделей. Это позволяет предположить, что в SEM DX7 использована платформа кроссовера Mitsubishi Outlander прошлого поколения.

⇡#Электрокары и гибриды

Хотя работающие на водороде автомобили не являются ни электрокарами, ни гибридами, мы все же отнесем их именно к этой категории. По большому счету водородомобили близки к чистым электромобилям с той лишь разницей, что они могут сами вырабатывать электричество. Наиболее актуальной новинкой в этой сфере является седан Toyota Mirai, по основным потребительским качествам приближенный к рядовым машинам с ДВС. На полностью заправленном баллоне водорода он проезжает около 500 километров, а разгон с 0 до 100 км/ч у Mirai занимает девять секунд. В новой рекламе японская компания продемонстрировала еще один плюс Toyota Mirai: этот автомобиль способен ездить даже на продуктах жизнедеятельности коров.

По всей видимости, новый ролик является ответом «Тойоты» на нападки со стороны других производителей. К примеру, Элон Маск (Elon Musk) из Tesla Motors и Карлос Гон (Carlos Ghosn) из альянса Renault-Nissan весьма нелестно отзывались о проекте по созданию автомобиля, ездящего на водороде. Теперь японцы показали, что подходящее для легковушки топливо можно добывать даже из экскрементов крупного рогатого скота.

Продажи Toyota Mirai начнутся в США ближе к концу текущего года. Автомобиль будут сдавать в лизинг за 499 долларов в месяц либо продавать за 57 500 долларов без учета государственных субсидий, которые зависят от штата.

Пока японцы пытаются продвигать идею светлого водородного будущего, британцы не первый год приспосабливают технологии болидов «Формулы-1» к большим маршрутным автобусам. Казалось бы, что общего может быть у этих совершенно разных транспортных средств? Оказывается, таким элементом может стать маховик, который позволит накапливать кинетическую энергию, что снизит расход топлива и объем вредных выбросов. Год назад мы писали про британскую компанию GKN, которая приобрела Williams Hybrid Power Limited, подразделение Williams Grand Prix Engineering Limited (компании — владельца всемирно известной гоночной команды Williams). Основным интересом GKN стал так называемый «кинетический маховик», который предполагается использовать в автобусах. Теперь британцы поделились новыми достижениями своего амбициозного проекта.

Пока все идет намеченными ранее темпами. К концу 2016 года по Лондону будет ездить в общей сложности 500 автобусов, оснащенных углепластиковыми «кинетическими маховиками». Они будут раскручиваться во время торможения с помощью электромотора. При разгоне процесс будет запущен в обратном направлении. По расчетам инженеров, такой метод гораздо эффективнее обычного рекуперативного торможения, в котором используются аккумуляторные батареи.

По новым данным инженерной компании GKN, использование маховика позволит снизить вредные выбросы в окружающую среду на 50-75 процентов. Столь впечатляющие показатели стали доступны благодаря работе дизельного двигателя при постоянных оборотах — 1500 в минуту. Также использование инновационного маховика позволит снизить шум ускоряющегося автобуса.

Благодаря использованию углепластикового маховика в качестве источника энергии для электромотора можно будет сэкономить на двигателе внутреннего сгорания — он может стать компактнее и дешевле. По расчетам GKN, срок окупаемости инновационной системы составит всего два года. Также британцы рассказали о планах по дальнейшему совершенствованию своих автобусов. В перспективе в трансмиссию можно будет интегрировать небольшую батарею, которая вкупе с маховиком позволит проезжать несколько кварталов с полностью заглушенным двигателем внутреннего сгорания.

⇡#Автомобильные технологии

Одной из самых очевидных проблем развития электрокаров и гибридов является дороговизна аккумуляторных батарей. В конечном счете она заставляет производителей устанавливать высокие цены на свои инновационные модели. Однако в данной области все же наметились заметные изменения. Как известно, себестоимость любого товара напрямую связана с объемом его выпуска, поэтому с ростом спроса на электрокары используемые в них компоненты постепенно дешевеют. Существенный вклад вносит и научно-технический прогресс. Ученые Бьорн Нюквист (Björn Nykvist) и Монс Нильссон (Måns Nilsson) из Стокгольмского исследовательского института (The Stockholm Environment Institute, SEI) подсчитали, что за период с 2007 по 2014 год удельная стоимость емкости 1 кВт·ч снижалась в среднем на 15 процентов в год. В итоге за семь лет она упала с 1000 долларов до 410. При этом лидеры рынка уже смогли добиться стоимости 300 долларов за 1 кВт·ч, и эта сумма продолжает уменьшаться примерно на 9 процентов в год.

Свою научную работу Бьорн Нюквист и Монс Нильссон опубликовали в издании Nature Climate Change. Они считают, что исследование позволит более точно прогнозировать развитие транспортной отрасли, особенно ее инновационной части, традиционно приходящейся на гибриды и электрокары. Впрочем, шведские ученые сконцентрировали внимание только на стопроцентных электрических машинах. Это позволило упростить прогноз и одновременно сделать его точнее: в гибридах используются менее емкие аккумуляторы, но по принципу действия они обычно аналогичны моделям для электромобилей. При этом удельная стоимость емкости АКБ для гибридов выше в среднем на 30-50 процентов.

В своей работе Бьорн Нюквист и Монс Нильссон постарались учесть все типы используемых сегодня литий-ионных аккумуляторов. Отчет шведских исследователей свидетельствует о том, что для прогресса в области автомобильных тяговых аккумуляторов вовсе не требуются прорывные научные открытия: даже при текущих темпах снижения стоимости аккумуляторов электрокары претендуют на существенный рост популярности.

Вместе с тем Нюквист и Нильссон не открещиваются от научно-технического прогресса. При нынешнем уровне развития можно экспериментировать с составом электролита, материалами для анода и катода, методами производства мембраны и прочими элементами, влияющими на емкость аккумуляторов и их себестоимость.

Если верить прогнозу шведских исследователей, уже в 2017-2018 годах удельная стоимость литий-ионных батарей снизится до 230 долларов/1 кВт·ч. Дальнейшее удешевление будет даваться гораздо большим трудом и затратами. Судя по всему, существующие технологии уже обеспечили основное падение цены при текущем уровне развития.

Если тема развития тяговых аккумуляторов затрагивает только электрокары, то перспективные разработки в области автомобильного света могут применяться на любых транспортных средствах. Сегодня на серийных легковушках модно использовать светодиодные фары. Однако не успели они стать популярными, как лидеры отрасли уже начали поставки технологии следующего поколения, основанной на применении лазера. Впервые про это мы написали еще в 2011 году, когда компания BMW только анонсировала интенсивные разработки в этой области. Через два года мы уже подробно разобрали принцип работы таких ламп. Тогда стало ясно, что лазер используется лишь в качестве источника энергии, а видимый свет генерирует желтый фосфоресцент. Вслед за BMW в гонку светового вооружения включилась компания Audi, представив спецверсию спорткара R8 LMX. Теперь в Ингольштадте анонсировали технологию матричных лазерных фар.

В новых лампах будет использоваться быстро двигающееся микрозеркало, перенаправляющее поток лазера. На малых скоростях фары будут настроены на очень широкий угол, что позволит осветить не только проезжую часть, но и обочину. По мере повышения скорости пучок света будет становиться все уже и одновременно интенсивнее. Также матричные лазерные фары смогут варьировать яркость в разных сегментах светового потока. Конечная конфигурация будет зависеть от выбранных водителем настроек и дорожных условий.

Новые лазерные матричные фары смогут молниеносно отключать и включать лазерные диоды в зависимости от требований по освещению. Вкупе с микрозеркалом это позволит еще более гибко настраивать световой пучок. На манер светодиодных матричных фар новое изобретение тоже сможет использовать постоянно включенный дальний свет, не ослепляя других участников движения.

Инженеры Audi уверены, что лазерная матрица будет обладать еще большим динамическим разрешением, чем светодиодная. Это позволит более точно формировать пятно освещения, что в конечном итоге положительно скажется на безопасности движения в темноте.

В новом прототипе фар используются синие лазерные диоды Osram, которые излучают свет с длиной волны 450 нм на крошечное зеркало диаметром всего 3 мм. Оно перенаправляет лазер в преобразователь, который трансформирует его в белый свет, используемый для освещения дороги. Высокотехнологичное зеркало разработано компанией Bosch. Микрооптическая система использует электро-механическое управление и основана на кремниевой технологии. По словам инженеров Audi, несмотря на сложность конструкции, она обладает высокой прочностью. Подобные фары будут функционировать в течение долгих лет.

К сожалению, на этот раз производитель не поделился никакими параметрами работы фар. Ранее представители BMW и Audi заявляли, что лазерные фары смогут обеспечить в два раза более мощный световой поток в сравнении со светодиодными. При этом в расчете на единицу интенсивности света новые приборы будут экономичнее примерно на 70%.

Новая технология Audi (сами немцы называют ее iLaS, intelligent laser light for compact and high-resolution adaptive headlights — «умный лазерный свет для компактных адаптивных фар высокого разрешения») дает еще один повод для оптимистичных мыслей. Если раньше на BMW i8 и Audi R8 LMX лазерные фары использовались только для дальнего света, то с внедрением матричной технологии и подвижного микрозеркала инженеры смогли перейти и к ближнему. Пока производитель не дает никаких обещаний относительно срока появления новых фар в продаже. На скетче заметна светотехника концепта Audi prologue, а ведь только на прошлой неделе в обзоре автомобильной выставки в Шанхае мы упоминали про Audi prologue allroad. Скорее всего, на серийной версии этой модели уже будут доступны лазерные матричные фары. По статистике, все последние инновации в области освещения дебютировали на Audi A8 или Audi R8, а поскольку второе поколение спорткара было представлено лишь пару месяцев назад, остается ждать появления нового флагманского седана.

Мы уже обсудили вектор развития тяговых аккумуляторов и осветительной техники, самое время перейти к новостям с поля умных машин. Не секрет, что в их отношении прогресс движется семимильными шагами. Некоторые автомобильные компании уже собираются представить системы автономного управления до 2020 года. К примеру, почти два года назад Карлос Гон (Carlos Ghosn) обещал явить миру Nissan с компьютерным управлением до 2020 года. Глава альянса Renault-Nissan является одним из самых известных и уважаемых руководителей в автомобильном бизнесе. Он славится жесткими методами управления и способностью выводить компанию из кризисных ситуаций. Очевидно, Карлос Гон не будет бросать слов на ветер, давая пустые обещания. Теперь президент франко-японского альянса дал более детальные комментарии по поводу развития автопилотов.

Заметный прогресс в возможностях автомобилей начнется уже в конце следующего года. Тогда в продажу поступит система с неофициальным названием Traffic Jam Pilot («автопилот для пробок»). Она позволит машине автоматически ориентироваться в «тянучках». Подобные ситуации довольно просты с точки зрения автономного управления, ведь в них требуется лишь вовремя трогаться и тормозить, соблюдая границы занимаемой полосы. Не секрет, что пробки отнимают много времени и нервов, поэтому Traffic Jam Pilot может оказаться популярной опцией.

Через два года, в 2018-м, японские и французские автомобили научатся самостоятельно объезжать препятствия и менять полосу движения. Спустя еще пару лет альянс Renault-Nissan планирует вывести на рынок технологию, которая позволит автомобилю практически во всех дорожных ситуациях обходиться без участия водителя. Данный автопилот не спасует и в сложных городских условиях.

Карлос Гон ответил и на неудобный вопрос про появление машин, которые бы полностью не зависели от людей. Такие автомобили смогут самостоятельно отправиться в школу за вашим ребенком или привезти больного в госпиталь. Президент Renault-Nissan считает, что подобные транспортные средства появятся не ранее чем через десятилетие. При этом Гон уверен, что к моменту выхода на рынок 100-процентных автопилотов все технологии будут уже обкатаны — это вызвано многочисленными барьерами в области законов и безопасности. К тому времени, когда они будут преодолены, все системы будут работать идеально.

Один из основных слоганов альянса Renault-Nissan — Zero Emissions, Zero Fatalities. Иными словами, концерн стремится избавиться от выбросов вредных веществ и свести количество смертей на дорогах к нулю. Карлос Гон нередко встречается со студентами различных учебных заведений. В своих лекциях высокопоставленный управляющий не устает повторять, что он не помнит более захватывающего времени в автомобильной индустрии, чем настоящее. По его мнению, сейчас мы находимся на пороге величайшего прорыва, который позволит изменить наше представление о мобильности и сделать машины существенно безопаснее.

Как же будет выглядеть будущее, когда автомобили научатся обходиться без водителей? За последние годы мы видели немало самых разнообразных концептов и прототипов. В основном они эксплуатируют идею о том, что освободившегося от рутины водителя необходимо чем-то занять. Для этого в машину устанавливается полностью раскладывающееся и вращающееся вокруг своей оси кресло, чтобы можно было спать или повернуться к другим пассажирам. В большинстве проектов руль можно убрать, а для развлечения обязательно необходим большой дисплей. Однако компания Bosch, которая является создателем многих важных автомобильных систем, представляет себе ближайшее будущее в более консервативном свете.

Поскольку Bosch непосредственно разрабатывает технологии современных машин, то наверняка она уже хорошо знает, что нас ждет в ближайшие пять лет. В свежей визуализации продемонстрирована работа полуавтономной легковушки на примере электрокара Tesla Model S. Поездка начинается с выбора маршрута, где можно варьировать длину участков с ручным и автоматическим управлением. Как только водитель достиг участка, где можно активировать автопилот, он должен зажать две кнопки на руле, чтобы переключиться в автономный режим. После этого он может проверить почту или заняться иными делами.

Инженеры Bosch предлагают настроить повадки компьютера по собственному усмотрению. К примеру, водитель сможет оценить совершенный машиной маневр по комфортности ускорения и дистанции до ближайших участников движения. Так система автопилотирования узнает предпочтения владельца и будет передвигаться в наиболее подходящем темпе.