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

Как долго человек может задерживать дыхание? Хорватский фридайвер побил все рекорды Как долго человек может задерживать дыхание? Хорватский фридайвер побил все рекорды

Те две минуты, на которые можно задержать дыхание под водой, — это предел?

ТехИнсайдер
Внимание на себя: как технологии помогают заботиться о здоровье в пременопаузе Внимание на себя: как технологии помогают заботиться о здоровье в пременопаузе

Что нужно знать о репродуктивных технологиях для женщин после 40 лет

Forbes
Миллион за каждый км/ч. Мы познакомились с самой дорогой машиной в России Миллион за каждый км/ч. Мы познакомились с самой дорогой машиной в России

Bugatti Chiron: мощный и бескомпромиссный, самый быстрый и дорогой

РБК
От Дашковой до Ковалевской: как женщины преподавали и занимались наукой От Дашковой до Ковалевской: как женщины преподавали и занимались наукой

Историк науки Ольга Валькова — как были связаны научная карьера и брак

Forbes
История культового символа Лондона: почему телефонные будки красного цвета История культового символа Лондона: почему телефонные будки красного цвета

Почему телефонные будки Лондона окрашены именно в яркий красный цвет?

ТехИнсайдер
Так выглядят предатели в твоем гардеробе, которые заставляют чувствовать себя неуверенно Так выглядят предатели в твоем гардеробе, которые заставляют чувствовать себя неуверенно

Даже при видимой опрятности ты можешь казаться неаккуратной

VOICE
Возможна ли любовь по переписке: история читательницы и мнение юнгианского аналитика Возможна ли любовь по переписке: история читательницы и мнение юнгианского аналитика

Можно ли полюбить, не зная человека в реальной жизни?

Psychologies
Настоящий кошмар: реальные истории, ставшие основой известных фильмов ужасов. Эти события вас шокируют! Настоящий кошмар: реальные истории, ставшие основой известных фильмов ужасов. Эти события вас шокируют!

В основу многих хорроров действительно легли реальные события

ТехИнсайдер
Свиной грипп атакует: симптомы заболевания и методы лечения Свиной грипп атакует: симптомы заболевания и методы лечения

Рассказываем, что такое свиной грипп и как его отличить от других ОРВИ

ТехИнсайдер
Pantone назвали цвет 2023 года. Как его выбирают и зачем это нужно? Pantone назвали цвет 2023 года. Как его выбирают и зачем это нужно?

Как можно предсказать главный цвет на год вперед?

Правила жизни
Половое воспитание: как разговаривать с детьми о сексе, объясняет эксперт Половое воспитание: как разговаривать с детьми о сексе, объясняет эксперт

Как и когда начинать говорить с детьми о сексе?

VOICE
Звуковая диагностика Звуковая диагностика

В «Норникеле» научились определять неполадки на слух

ТехИнсайдер
Ревизия зла Ревизия зла

Как постсоветская литература разбиралась, где свет, а где тьма, и не разобралась

Weekend
«Социум — третий родитель»: как общество наносит ребенку психологические травмы «Социум — третий родитель»: как общество наносит ребенку психологические травмы

Как и почему общество травмирует ребенка?

Psychologies
Воспринимай на слух Воспринимай на слух

10 фраз мужчины, которые сигнализируют, что от него надо бежать без оглядки

Лиза
Все уровни беспилотности Все уровни беспилотности

Из пункта А в пункт Б выехал автомобиль — казалось бы, что может быть проще?

ТехИнсайдер
Самый красивый советский маньяк: история Александра Лабуткина, в которого влюблялись жертвы Самый красивый советский маньяк: история Александра Лабуткина, в которого влюблялись жертвы

Самый странный серийный убийца советских времен

VOICE
Эмануэле Поллини: «Здесь сконцентрирована культура всего мира» Эмануэле Поллини: «Здесь сконцентрирована культура всего мира»

Талантливый итальянец с русской душой ворвался на ресторанный рынок Москвы

Bones
Тревожные звоночки. На что обратить внимание родителю подростка Тревожные звоночки. На что обратить внимание родителю подростка

Когда все же стоит отвести подростка к врачу?

СНОБ
Дружба с Пушкиным и вражда с Крыловым: шесть русских писательниц XVIII–XIX веков Дружба с Пушкиным и вражда с Крыловым: шесть русских писательниц XVIII–XIX веков

Современники относились к ним предвзято, а потомки почти забыли

Forbes
Как выбрать и подготовить бокалы для шампанского Как выбрать и подготовить бокалы для шампанского

Почему для шампанского нужны специальные бокалы?

Maxim
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
Мой муж — содержанец: как я была главой семьи и чем это закончилось Мой муж — содержанец: как я была главой семьи и чем это закончилось

Как заботливый муж превращается в камень на шее, который тянет тебя на дно

VOICE
Как выбрать по-настоящему теплую зимнюю куртку Как выбрать по-настоящему теплую зимнюю куртку

Исчерпывающий гайд о том, как купить верхнюю одежду на зиму и замерзнуть

Maxim
Богатые и невезучие: 20 миллиардеров, попавших в паутину Сэма Бэнкмана-Фрида Богатые и невезучие: 20 миллиардеров, попавших в паутину Сэма Бэнкмана-Фрида

Внезапный крах FTX ударил по состояниям как минимум 20 богатейших людей мира

Forbes
Голые люди и искусство: как менялось изображение наготы от эпохи к эпохе Голые люди и искусство: как менялось изображение наготы от эпохи к эпохе

Изображение наготы было важной составляющей искусства на протяжении всей истории

Psychologies
Увеличены лимфоузлы на шее.  В чем причины и всегда ли нужно их лечить Увеличены лимфоузлы на шее.  В чем причины и всегда ли нужно их лечить

Если воспалились лимфоузлы на шее, надо ли что-то предпринимать и что именно

Лиза
Адам Драйвер Адам Драйвер

Адам Драйвер – о своей роли профессора Глэдни в «Белом шуме»

Grazia
Отчего телескопы не летают как птицы Отчего телескопы не летают как птицы

Проект SOFIA закончен. Других таких больше не будет

N+1
Что делать, если пробка от вина или шампанского сломалась: рабочие методы открыть бутылку Что делать, если пробка от вина или шампанского сломалась: рабочие методы открыть бутылку

Как добраться до напитка, если пробка в бутылке крошится и ломается

ТехИнсайдер
Открыть в приложении