Сегодня 03 апреля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Цифровой автомобиль

Автодайджест №364: какой будет Tesla Motors через 10 лет

⇣ Содержание

#Электрокары и гибриды

Если речь заходит об электрическом транспорте, то обычно подразумеваются легковые автомобили вроде Tesla Model S, Nissan Leaf, Mitsubishi i-MiEV, Kia Soul EV, BMW i3 и так далее. Вы когда-нибудь видел электрический пикап? Или хотя бы внедорожник? И это неспроста: производители стараются сделать машины с электродвигателями как можно более компактными и легкими (хотя это не в полной мере относится к Model S, но с ней вообще отдельная история), поскольку каждый киловатт энергии в них на вес золота, а большая масса требует больших затрат на передвижение в пространстве. Для этого лучше подходят многолитровые дизельные или бензиновые моторы. Да, в мире существуют гибридные модификации автобусов и грузовиков, но в них ключевую роль играет все же ДВС. Однако теперь немецкий концерн Daimler AG, владеющий маркой Mercedes-Benz, представил прототип полностью электрического большегрузного автомобиля Urban eTruck. Серийное производство модели должно начаться в течение пяти лет.

Новинка основана на трехосном тягаче с полностью перестроенной силовой установкой. Традиционные компоненты были заменены двумя электромоторами, которые интегрированы непосредственно в колеса задней оси. По данным немецких инженеров, автомобиль развивает 335 лошадиных сил и 1 000 Н·м. Огромная литий-ионная батарея обладает емкостью 212 кВт⋅ч. По меркам легковых машин это невероятно много: даже Tesla Model S, которая является рекордсменом среди электрокаров, предлагает аккумулятор максимум на 90 кВт⋅ч. Благодаря этому Urban eTruck способен проехать до 200 километров. В целом такого запаса хода должно быть достаточно для использования автомобиля в пределах города.

Одним из преимуществ Urban eTruck является модульная структура батарей: в зависимости от требований к автономности производитель может добавлять или убирать отдельные блоки для достижения необходимой емкости и дальности хода. Инновационный грузовик предполагается заряжать от распространяющихся по Европе зарядных станций стандарта Combined Charging System (CCS) Type 2 с максимальной мощностью до 100 кВт. В этом случае потребуется около двух-трех часов на пополнение заряда АКБ до 100 %.

Daimler AG планирует запустить серийный выпуск электрического тягача в начале следующего десятилетия. Ожидается, что он будет адаптирован для нагрузки до 26 тонн. А еще немцы собираются предложить клиентам более компактный грузовик Fuso Canter E-Cell. Он располагает батареей емкостью 48 кВт⋅ч и электромотором, выдающим 147 лошадиных сил и 650 Н·м. При использовании того же коннектора CCS Type 2 зарядка такой машины с 0 до 80 % потребует не больше часа. Правда, и проехать компактный грузовик сможет меньше — до 100 километров. В немецком концерне заявили, что Fuso Canter E-Cell уже прошел дорожные испытания в Германии и Португалии.

Своими планами на светлое электрическое будущее поделилась еще одна немецкая компания: сразу два неназванных источника в Audi заявили изданию Reuters о стремлении производителя существенно нарастить вложения в разработку электрокаров. При этом планы стоят поистине грандиозные: уже к 2025 году четверть всех продаж бренда с четырьмя кольцами на логотипе должна приходиться на машины без двигателей внутреннего сгорания. В запасе у Audi еще девять лет, однако не будем забывать, что сегодня существуют всего две подобные модели: Audi R8 E-tron и Audi A3 e-tron. По большому счету обе можно считать лишь робкими экспериментами на поприще экологически чистых транспортных средств.

На самом деле стремительное переориентирование немецкого производителя на выпуск электрических машин не вызывает удивления. И это вовсе не проявление гуманного подхода к окружающей среде: просто именно таким образом менеджмент компании решил бороться с последствиями громкого экологического скандала, разразившегося осенью прошлого года. Его ключевым участником стал концерн Volkswagen AG. Мошенническое программное обеспечение, которое позволяло обходить тесты на содержание вредных веществ в выхлопных газах, применялось и на автомобилях Audi.

Если учесть, что в 2015 году немецкая компания продала около 1,8 миллиона новых легковушек, то при сохранении спроса на текущем уровне около 450 000 машин из общего объема должны быть полностью электрическими к 2025 году. Эти планы могут показаться слишком амбициозными, но напомним, что Tesla Motors собиралась производить по 500 000 электрокаров в год уже к 2018-му.

Пока европейский рынок и производители Старого Света отстают в плане внедрения инноваций. Согласно статистике, из 14 202 024 новых машин, зарегистрированных в Европейском союзе и Европейской ассоциации свободной торговли лишь 186 170 являются электрическими. Еще 234 170 оборудованы гибридными силовыми установками. Таким образом, доля электрокаров составила всего 1,3 %. И хотя в 2015 году спрос на такие машины подскочил сразу на 55 %, за истекший период 2016-го рост составил всего 15 % (данные предоставлены JATO Dynamics). А еще по объему выпуска инновационных моделей BMW, Mercedes-Benz и Audi занимают 12-е, 14-е и 22-е место в мире, плетясь далеко позади Toyota, Honda, Lexus и Nissan.

Возможно, изменившаяся инвестиционная стратегия компании из Ингольштадта позволит переломить нерадостный для нее тренд. Согласно новым данным, около трети всех затрат на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы до 2025 года будет приходиться на разработку электромобилей, систем автопилотирования и цифровых сервисов. При этом источники Reuters сообщили, что ради высвобождения финансовых средств в столь непростое для концерна время под сукно могут лечь некоторые традиционные проекты. Пока к ним причислили лишь разработку двигателей и трансмиссий для конкретных стран.

Одной их первых полностью электрических моделей должен стать кроссовер Audi Q6, построенный по образу концепта Audi e-tron quattro. Предполагается, что суммарная мощность трех электромоторов такой модели должна составить 435 лошадиных сил, а с 0 до 100 км/ч среднеразмерный паркетник сможет ускоряться всего за 4,6 секунды.

Вероятно, именно с прицелом на существенный рост продаж электрических моделей Audi в Китае будут возведены заводы Volkswagen по производству тяговых батарей. При этом немецкий концерн надеется на помощь партнеров в лице Panasonic и компаний из Поднебесной: освоить столь масштабный проект в одиночку будет очень непросто. А вот Jaguar Land Rover, Ford и BMW решили пойти по несколько иному пути: они начали в предварительном режиме обсуждать возможность создания союза по выпуску аккумуляторов для электрокаров и гибридов. Об этом сообщает британская газета The Times.

Сегодня Ford Motor Company закупает батареи для модели Focus Electric у LG, BMW сотрудничает с Samsung, а вот Jaguar Land Rover пока вообще не выпускает электрокаров, поэтому именно эта компания больше остальных заинтересована в создании союза. Ожидается, что совместными усилиями удастся не только ускорить разработку электрических машин, но и снизить себестоимость тяговых аккумуляторов.

Согласно закулисным слухам, сейчас британский концерн разрабатывает электрический кроссовер на базе Jaguar F-Pace. Предполагается, что он может получить имя I-Pace. А поскольку пока ни Ford, ни BMW не планируют представлять аналогичную модель, то конкуренции между тремя компаниями не предвидится.

Любопытно, что Jaguar Land Rover, Ford и BMW когда-то были связаны друг с другом. Так, бренд Land Rover принадлежал немцам с 1994 по 2000 год. При этом на стыке тысячелетий покупателем британской внедорожной марки оказался Ford. Собственно, именно американская компания, которая еще с 1989 года владела Jaguar Cars, и создала концерн Jaguar Land Rover. Правда, из-за финансового кризиса в 2008 году он был продан индийской Tata Motors.

Пока не ясно, какие батареи будут производиться на совместном заводе Jaguar Land Rover, Ford и BMW. Скорее всего, это будут стандартные литий-ионные модули, которые можно будет компоновать в аккумуляторы разных размеров. При этом вряд ли от новой фабрики стоит ожидать внедрения прорывных технологий: ее ключевой задачей будет снижение стоимости АКБ, а не улучшение их характеристик.

Между тем ученые уже давно ищут способ повысить емкость и КПД аккумуляторов. Не первый год высказываются предположения, что прорыв в этом направлении должны обеспечить литий-кислородные батареи (их также называют литий-воздушными). Ранее публиковались данные, согласно которым такие источники энергии будут примерно в 5-15 раз эффективнее традиционных литий-ионных аналогов. Однако их внедрению препятствуют проблемы с безопасностью и долговечностью. К тому же они теряют до трети собственной емкости из-за чрезмерного нагрева во время работы. Возможно, в перспективе данные недостатки удастся побороть: в этом направлении существенно продвинулся профессор ядерной науки и техники Джу Ли (Ju Li) из американского консорциума Battelle Energy Alliance и Массачусетского технологического института (MIT). На текущем этапе команда исследователей под его руководством все еще продолжает работать над улучшением характеристик литий-кислородных АКБ. Если их эксперименты закончатся успехом, новые элементы питания могут появиться не только в автомобилях, но и в портативной электронике, в том числе в смартфонах и планшетах.

Участие в разработке также принимают специалисты Аргоннской национальной лаборатории и Пекинского университета. Новый подход к созданию литий-кислородных батарей описан в журнале Nature. Ученые решили использовать в аккумуляторе катод на основе «нанолития» — он позволяет обойти традиционные проблемы литий-воздушных АКБ.

Обычные литий-воздушные батареи получают кислород из окружающего воздуха, чтобы тот запускал химическую реакцию с литием. Этот же кислород высвобождается во время зарядки. В новом варианте используются аналогичные реакции с участием лития и кислорода, однако при этом ни на одном из этапов кислород не находится в газообразном состоянии. Он постоянно остается частью твердотельного соединения, проходя через три окислительно-восстановительных состояния: Li2O, Li2O2 и LiO2. Все они смешиваются друг с другом в виде стекла. Таким образом удается снизить потерю напряжения в пять раз: с 1,2 до 0,24 В. При этом лишь 8 % энергии преобразуется в тепло. Профессор Джу Ли уверен, что новая технология позволит сделать литий-воздушные аккумуляторы не только более эффективными, но и безопасными, поскольку во время цикла зарядки и разрядки они практически не будут нагреваться.

Новый подход позволяет избежать еще одной проблемы. Во время преобразования кислорода из газообразного состояния в твердое и обратно его объем существенно изменяется. По данным разработчиков, этот процесс сильно изнашивает токопроводящие элементы в АКБ, что существенно сокращает общий срок службы. Экспериментальные модели на основе «нанолития» и твердотельного кислорода лишены этого недостатка.

Под «нанолитием» ученые понимают крохотные частицы в нанометровом масштабе, которые содержат как литий, так и кислород в виде стекла, заключенного в плотную матрицу из оксида кобальта. В таком виде удается осуществить химические реакции с переходами между Li2O, Li2O2 и LiO2 с участием только твердотельных элементов. В обычном состоянии частицы «нанолития» очень нестабильны — именно поэтому исследователи использовали матрицу из оксида кобальта. Этот губкообразный материал с порами в несколько нанометров не только стабилизирует частицы, но и выступает в качестве катализатора их трансформации.

Согласно данным Джу Ли, традиционные литий-кислородные элементы требуют громоздких и технически сложных систем по удалению влаги и углекислого газа из воздуха: они не должны контактировать с компонентам АКБ (напомним, что кислород берется непосредственно из окружающей среды). Новые твердотельные батареи лишены этой проблемы, поскольку они полностью герметичны. К тому же они не требуют поступления газообразного кислорода из атмосферного воздуха.

Удивительно, но и на этом преимущества новой технологии не заканчиваются. Обычно аккумуляторные батареи боятся перезарядки: во многих случаях возникают необратимые изменения или даже происходит взрыв. Однако в новом виде литий-кислородных элементов в этом случае химическая реакция естественным образом самоограничивается: при перегрузке она «переходит в другую форму, которая предотвращает дальнейшую активность». Джу Ли заявил, что они «пытали» экспериментальный образец в течение 15 дней, подавая 100-кратную перегрузку, однако после опыта не было зарегистрировано никаких повреждений. В лабораторных условиях батарея прошла через 120 циклов зарядки-разрядки, после чего потеря емкости составила менее 2 %.

Катод в новых батареях весит существенно меньше, чем в традиционных литий-ионных. Вкупе с ожидаемой оптимизацией остальных компонентов ученые надеются повысить емкость новых АКБ примерно в четыре раза относительно современных аналогов. При этом Джу Ли отметил, что в рассматриваемом виде литий-кислородных аккумуляторов отсутствуют дорогостоящие элементы. Все эти факторы в перспективе позволят использовать новую технологию для питания электрокаров и электроники.

Пока Джу Ли не говорит о возможных сроках практической реализации многообещающего проекта. Он лишь надеется, что в течение года его команде удастся перейти от лабораторных опытов к первым действующим прототипам. Возможно, именно эта разработка позволит существенно улучшить эксплуатационные характеристики электрических и гибридных машин.

А вот в экспериментальном прототипе на базе Nissan Leaf используется вполне стандартная литий-ионная батарея. Правда, она обладает необычно высокой для японской легковушки емкостью — 48 кВт⋅ч. Это вдвое больше, чем у заводской версии. Самым интересным в этой истории является процесс создания уникальной версии: это не спецпроект самой компании, а результат вечерних посиделок технического центра Nissan в Барселоне.

Данный автомобиль получил имя «Кокон» в честь одноименного научно-фантастического фильма, вышедшего в 1985 году. В нем рассказывается история о том, как обитатели дома престарелых обнаружили омолаживающие свойства соседского бассейна. Вероятно, испанские сотрудники Nissan тоже считают модель Leaf уже несколько устаревшей, раз проводят такие параллели. На самом деле так и есть, поскольку популярному электрокару в текущем году исполняется шесть лет.

С технической точки зрения представленный экземпляр Nissan Leaf не столь радикально отличается от стандартной версии. Специалисты компании попросту установили дополнительный набор тяговых аккумуляторов, удвоив общую емкость (правда, еще в прошлом году была представлена новая модификация с батареей на 30 кВт⋅ч). Почему же японская компания не запустит такую версию в продажу? На самом деле «прокачанную» версию Nissan Leaf нельзя назвать практичной даже с учетом удвоенного запаса хода: дополнительные АКБ фактически лишили пятидверку не только багажника, но и заднего дивана. Вообще же электрокар строился для участия в испанской гоночной серии ECOseries. В отличие от традиционных заездов на скорость, здесь требуется продемонстрировать не минимальное время круга, а максимальную эффективность. Участникам необходимо не только пройти трассу за определенное время, но и затратить при этом минимальное количество энергии.

Уже совсем скоро должно выйти второе поколение Nissan Leaf. Ожидается, что оно получит аккумулятор емкостью 60 кВт⋅ч, то есть даже больше, чем у самопального «Кокона». Впрочем, пока это лишь предположения. Новинка может быть представлена в конце текущего года или начале следующего.

Следующая страница →
 
⇣ Содержание
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Самые полные издания Borderlands 3 и Diablo III добавят в Game Pass, а лучшая игра 2024 года по версии 3DNews подписку скоро покинет 11 ч.
«Эпический» сериал Netflix по Assassin’s Creed впервые за несколько лет подал признаки жизни 11 ч.
Спустя 10 лет после релиза Enter the Gungeon получит «крупнокалиберный сиквел» — первый трейлер и подробности Enter the Gungeon 2 13 ч.
Роскомнадзор порекомендовал отказаться от использования решения Cloudflare, нарушающего законы РФ 14 ч.
«Наш контент бесплатный, а инфраструктура — нет»: ИИ-боты разоряют «Википедию» 15 ч.
Nintendo поднимет цены на игры раньше Take-Two с GTA VI — Mario Kart World для Switch 2 будет стоить $80 в «цифре» и $90 в рознице 15 ч.
Роскомнадзор наделил себя правом собирать IP-адреса россиян 15 ч.
«Торт не был ложью!»: Nintendo подтвердила релиз Hollow Knight: Silksong в 2025 году и показала 5 секунд геймплея 16 ч.
Adobe придумала монтаж без пересъёмок: Premiere Pro 25.2 получил ИИ, который добавит ролику недостающие кадры 16 ч.
FromSoftware анонсировала мультиплеерный боевик The Duskbloods, который выглядит как смесь Elden Ring и Bloodborne — это эксклюзив Nintendo Switch 2 17 ч.