السيارة الكهربائية أمس واليوم وغدًا: الجزء الأول
سلسلة حول التحديات الجديدة للتنقل الكهربائي
التحليل الإحصائي والتخطيط الاستراتيجي من العلوم الصعبة للغاية ، ويثبت ذلك الوضع الحالي مع الوضع الصحي والاجتماعي والسياسي في العالم. في الوقت الحالي ، لا يمكن لأحد أن يقول ما سيحدث بعد نهاية الوباء من وجهة نظر صناعة السيارات ، ويرجع ذلك أساسًا إلى عدم معرفة متى سيحدث. هل ستتغير المتطلبات المتعلقة بانبعاثات ثاني أكسيد الكربون واستهلاك الوقود في العالم وفي أوروبا على وجه الخصوص؟ كيف سيؤثر هذا ، إلى جانب أسعار النفط المنخفضة وعائدات الخزانة المنخفضة ، على التنقل الكهربائي. وهل ستستمر الزيادة في دعمهم أم العكس؟ هل سيتم منح أموال المساعدة (إن وجدت) لشركات السيارات مع متطلبات الاستثمار في التقنيات "الخضراء"؟
من المؤكد أن الصين ، التي تتخلص من الأزمة بالفعل ، ستواصل البحث عن طريقة لتصبح رائدة في التنقل الجديد ، لأنها لم تصبح طليعة تكنولوجية في القديم. لا يزال معظم صانعي السيارات اليوم يبيعون السيارات التي تعمل بالطاقة التقليدية بشكل أساسي ، لكنهم استثمروا بكثافة في التنقل الكهربائي في السنوات الأخيرة ، لذا فهم مستعدون لسيناريوهات مختلفة بعد الأزمة. بالطبع ، حتى أحلك السيناريوهات التنبؤية لا تتضمن شيئًا خطيرًا مثل ما يحدث. لكن كما يقول نيتشه ، "ما لا يقتلني يجعلني أقوى". كيف ستغير شركات السيارات والمقاولون من الباطن فلسفتهم وما هي صحتهم؟ بالتأكيد سيكون هناك عمل لمصنعي خلايا أيونات الليثيوم. وقبل أن نواصل الحلول التكنولوجية في مجال المحركات الكهربائية والبطاريات ، سنذكرك ببعض أجزاء من التاريخ وحلول النظام الأساسي لها.
شيء مثل مقدمة ...
الطريق هو الهدف. هذه الفكرة التي تبدو بسيطة عن Lao Tzu تملأ بمحتوى العمليات الديناميكية التي تحدث في صناعة السيارات في الوقت الحالي. صحيح أن فترات مختلفة من تاريخها وُصفت أيضًا بأنها "ديناميكية" - مثل أزمتي النفط ، ولكن الحقيقة أنه توجد اليوم عمليات تحول مهمة بالفعل في هذا المجال. ربما يتم وصف أفضل صورة للتوتر من قبل إدارات التخطيط أو التطوير أو الاتصال بالموردين. ما هي الأحجام والحصة النسبية للسيارات الكهربائية في إجمالي إنتاج السيارات في السنوات القادمة؟ كيفية هيكلة توريد المكونات مثل خلايا الليثيوم أيون للبطاريات ومن سيكون مورد المواد والمعدات لإنتاج المحركات الكهربائية وإلكترونيات الطاقة. سواء كنت تستثمر في التطوير الخاص أو للاستثمار ، وشراء الأسهم والدخول في عقود مع الموردين الآخرين لمصنعي المحركات الكهربائية. هل يجب تصميم منصات هيكل جديدة وفقًا لخصائص محرك الأقراص المعني ، هل يجب تكييف الأنظمة الحالية أم يجب إنشاء منصات عالمية جديدة. عدد كبير من الأسئلة التي يجب على أساسها اتخاذ قرارات سريعة ، ولكن على أساس تحليلات جادة. لأنها تنطوي جميعها على تكاليف باهظة من جانب الشركات وإعادة الهيكلة ، والتي لا ينبغي بأي حال من الأحوال الإضرار بأعمال التطوير على الدفع الكلاسيكي بمحركات الاحتراق الداخلي (بما في ذلك محرك الديزل). ومع ذلك ، بعد كل شيء ، فإنهم هم من يجلبون أرباح شركات السيارات ويجب عليهم توفير الموارد المالية لتطوير النماذج الكهربائية الجديدة وإدخالها في إنتاج. آه ، الآن هناك أزمة ...
حطب وقود الديزل
التحليلات المستندة إلى الإحصائيات والتنبؤات عمل صعب. وفقًا للعديد من التوقعات من عام 2008 ، يجب أن يتجاوز سعر النفط في الوقت الحاضر 250 دولارًا للبرميل. ثم جاءت الأزمة الاقتصادية وانهارت كل الاستقالات. انتهت الأزمة ، وأعلنت شركة فولكس فاجن بوردو عن محرك الديزل وأصبحت الحامل القياسي لفكرة الديزل ببرامج تسمى "يوم الديزل" أو D-Day ، على غرار يوم إنزال نورماندي. بدأت أفكاره في الظهور عندما اتضح أن إطلاق الديزل لم يتم بالطريقة الأكثر صدقًا ونظافة. لا تأخذ الإحصاءات في الحسبان مثل هذه الأحداث والمغامرات التاريخية ، لكن لا الحياة الصناعية ولا الاجتماعية عقيمة. سارعت السياسة والشبكات الاجتماعية إلى لعن محرك الديزل دون أي أساس تكنولوجي ، وسكب فولكس فاجن الزيت على النار وكشكل من أشكال الآلية التعويضية ألقى به على المحك ، وفي اللهب لوح بفخر علم التنقل الكهربائي.
وقع العديد من شركات صناعة السيارات في هذا الفخ بسبب التطورات السريعة الخطى. سرعان ما أصبح الدين الكامن وراء D-Day بدعة ، وتحول إلى يوم إلكتروني ، وبدأ الجميع بشكل محموم في طرح الأسئلة المذكورة أعلاه على أنفسهم. في ما يزيد قليلاً عن أربع سنوات - من فضيحة الديزل في عام 2015 حتى اليوم ، تخلت حتى أكثر المتشككين بالكهرباء صراحة عن مقاومة السيارات الكهربائية وبدأت في البحث عن طرق لبناء مثل هذه السيارات. حتى Mazda ، التي زعمت أن "قلوبهم دافئة" و Toyota ، متشبثة بنكران الذات للغاية بهيئاتها الهجينة لدرجة أنها قدمت رسائل تسويقية سخيفة مثل "السيارات الهجينة ذاتية الشحن" أصبحت جاهزة الآن بمنصة كهربائية مشتركة.
الآن ، بدأت جميع الشركات المصنعة للسيارات ، دون استثناء ، في تضمين السيارات الكهربائية أو المكهربة في مداها. لن نتطرق هنا إلى التفاصيل حول عدد النماذج الكهربائية والكهربائية التي ستقدم في السنوات القادمة ، ليس فقط لأن هذه الأرقام تمر وتذهب مثل أوراق الخريف ، ولكن أيضًا لأن هذه الأزمة ستغير العديد من وجهات النظر. الخطط مهمة لأقسام تخطيط الإنتاج ، ولكن كما ذكرنا سابقًا ، "الطريق هو الهدف". مثل سفينة تتحرك في البحر ، تتغير الرؤية للأفق وتنفتح آفاق جديدة خلفها. أسعار البطارية آخذة في الانخفاض ، وكذلك سعر النفط. يتخذ السياسيون اليوم قرارًا ، لكن بمرور الوقت يؤدي ذلك إلى تخفيضات جذرية في الوظائف وعودة القرارات الجديدة إلى الوضع الراهن. وبعد ذلك يتوقف كل شيء فجأة ...
ومع ذلك ، نحن بعيدون عن التفكير في أن التنقل الكهربائي لا يحدث. نعم ، هذا "يحدث" وربما يستمر في الحدوث. ولكن كما قلنا مرارًا وتكرارًا عنا في مجال السيارات والرياضة ، تعد المعرفة أولوية قصوى ، ومن خلال هذه السلسلة نريد المساعدة في توسيع هذه المعرفة.
من سيفعل ماذا - في المستقبل القريب؟
إن المغناطيسية التي يتمتع بها Elon Musk والحث الذي تمارسه Tesla (مثل المحركات غير المتزامنة أو الحثية المستخدمة على نطاق واسع للشركة) في صناعة السيارات لا يصدق. إذا تركنا جانباً مخططات الحصول على رأس المال من قبل الشركة ، فلا يسعنا إلا أن نعجب بالرجل الذي وجد مكانته في صناعة السيارات ودفع "بدايته" بين أصحاب الحرف اليدوية. أتذكر زيارة معرض ديترويت في عام 2010 ، عندما عرضت تيسلا في جناح صغير قسمًا من منصة الألمنيوم للطراز المستقبلي S. على ما يبدو قلقة ، لم يتم تكريم مهندس المنصة مع اهتمام خاص من قبل معظم وسائل الإعلام. لم يتخيل أي من الصحفيين في ذلك الوقت أن هذه الصفحة الصغيرة في تاريخ تسلا ستكون مهمة جدًا لتطويرها. مثل شركة Toyota ، التي سعت إلى جميع أنواع التصميمات وبراءات الاختراع لوضع الأسس لتقنيتها الهجينة ، كان مبتكرو Tesla في ذلك الوقت يبحثون عن طرق بارعة لإنشاء سيارة كهربائية بتكلفة مناسبة. كجزء من هذا البحث ، يتم استخدام المحركات غير المتزامنة ، ودمج خلايا الكمبيوتر المحمول التقليدية في البطاريات وإدارتها المعقولة ، واستخدام منصة البناء خفيفة الوزن من Lotus كأساس لطراز Roadster الأول. نعم ، نفس السيارة التي أرسلها Musk إلى الفضاء مع Falcon Heavy.
من قبيل الصدفة ، في نفس العام 2010 من عبر المحيط ، كان من حسن حظي حضور حدث آخر مثير للاهتمام يتعلق بالسيارات الكهربائية - عرض سيارة BMW MegaCity. حتى في وقت انخفاض أسعار النفط وعدم الاهتمام الكامل بالسيارات الكهربائية ، قدمت BMW نموذجًا تم إنشاؤه بالكامل وفقًا لخصائص المحرك الكهربائي ، مع إطار من الألومنيوم للبطارية. للتعويض عن وزن البطاريات ، التي كانت تحتوي في عام 2010 على خلايا ليست ذات سعة أقل فحسب ، بل كانت أغلى بخمس مرات مما هي عليه الآن ، طور مهندسو BMW وعدد من مقاوليهم من الباطن تصميمًا كربونيًا يمكن إنتاجه بأعداد كبيرة. في نفس العام ، 2010 ، أطلقت نيسان هجومها الكهربائي مع Leaf ، وقدمت جنرال موتورز سيارتها Volt / Ampera. كانت هذه هي الطيور الأولى في التنقل الكهربائي الجديد ...
الرجوع بالزمن
إذا عدنا إلى تاريخ السيارة ، فسنجد أنه من نهاية القرن التاسع عشر حتى حوالي الحرب العالمية الأولى ، كانت السيارة الكهربائية تعتبر منافسة تمامًا لتلك التي تعمل بمحرك الاحتراق الداخلي. صحيح أن البطاريات كانت غير فعالة تمامًا في ذلك الوقت ، لكن من الصحيح أيضًا أن محرك الاحتراق الداخلي كان في مهده. اختراع المشغل الكهربائي عام 19 ، واكتشاف حقول نفط كبيرة في تكساس قبل ذلك ، وإنشاء المزيد والمزيد من الطرق في الولايات المتحدة ، وكذلك اختراع خطوط التجميع ، فالمحرك له مزايا واضحة على المحرك الكهربائي. تبين أن البطاريات القلوية "الواعدة" لتوماس إديسون كانت غير فعالة وغير موثوقة ولم تصب الزيت إلا في نار السيارة الكهربائية. تم الحفاظ على جميع المزايا طوال القرن العشرين تقريبًا ، عندما شيدت شركات السيارات الكهربائية فقط من الاهتمام التكنولوجي. حتى خلال أزمات النفط المذكورة أعلاه ، لم يخطر ببال أي شخص أن السيارة الكهربائية يمكن أن تكون بديلاً ، وعلى الرغم من أن الكيمياء الكهربية لخلايا الليثيوم لم تكن معروفة بعد ، إلا أنها لم يتم "تنقيتها" بعد. كان أول تقدم كبير في ابتكار سيارة كهربائية أكثر حداثة هو GM EV1912 ، وهو ابتكار هندسي فريد من التسعينيات ، تم وصف تاريخه بشكل جميل في شركة "Who Killed the Electric Car".
إذا عدنا إلى أيامنا هذه ، فسنجد أن الأولويات قد تغيرت بالفعل. يعد الوضع الحالي لسيارات BMW الكهربائية مؤشرًا على العمليات السريعة التي تدور رحاها في الميدان ، وأصبحت الكيمياء القوة الدافعة الرئيسية في هذه العملية. لم يعد من الضروري تصميم وتصنيع هياكل كربونية خفيفة الوزن للتعويض عن وزن البطاريات. تقع الآن على عاتق الكيميائيين (الكهربائيين) من شركات مثل Samsung و LG Chem و CATL وما إلى ذلك ، والتي تبحث أقسام التطوير والإنتاج فيها عن طرق لتحقيق أقصى استفادة من عمليات خلايا أيونات الليثيوم. لأن كلا من البطاريات الواعدة "الجرافين" و "الصلبة" هي في الواقع متغيرات ليثيوم أيون. لكن دعونا لا نستبق الأحداث.
تسلا والجميع
مؤخرًا ، ذكر إيلون ماسك ، في مقابلة ، أنه سيستمتع بتغلغل واسع النطاق للسيارات الكهربائية ، ما يعني أن مهمته كرائد للتأثير على الآخرين قد تحققت. يبدو ذلك إيثارًا ، لكنني أعتقد أنه كذلك. في هذا السياق ، فإن أي تصريحات حول إنشاء العديد من قتلة تسلا أو عبارات مثل "نحن أفضل من تسلا" هي عبارات لا طائل من ورائها وزائدة عن الحاجة. إن ما تمكنت الشركة من القيام به لا مثيل له وهذه هي الحقائق - حتى لو بدأ المزيد والمزيد من الشركات المصنعة في تقديم نماذج أفضل من تلك الموجودة في Tesla.
صانعو السيارات الألمان على وشك ثورة كهربائية صغيرة ، لكن شرف أول خصم جدير لشركة Tesla سقط على Jaguar من خلال سيارة I-Pace ، وهي واحدة من السيارات القليلة (التي لا تزال) التي تم بناؤها على منصة مخصصة. ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى خبرة المهندسين من Jaguar / Land Rover والشركة الأم Tata في مجال تقنيات معالجة سبائك الألومنيوم وحقيقة أن معظم طرازات الشركة مثل هذه ، ويسمح إنتاج السلسلة المنخفضة بامتصاص السعر المرتفع.
لا ينبغي أن ننسى سرب المصنعين الصينيين الذين يطورون نماذج كهربائية مصممة خصيصًا تحفزها التخفيضات الضريبية في هذا البلد ، ولكن ربما تكون المساهمة الأكثر أهمية في إنشاء سيارة أكثر شهرة من "سيارة الشعب" VW.
كجزء من التحول الكامل لفلسفة حياتها ونأيها بنفسها عن مشاكل الديزل ، تعمل فولكس فاجن على تطوير برنامجها الواسع النطاق بناءً على هيكل جسم شركة إم إي بي ، والذي ستستند إليه العشرات من النماذج في السنوات القادمة. تحفز على كل هذا المعايير الصارمة لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون الصادرة عن الاتحاد الأوروبي ، والتي تتطلب بحلول عام 2021 خفض متوسط كمية ثاني أكسيد الكربون في نطاق كل مصنع إلى 2 جم / كم. وهذا يعني متوسط استهلاك 95 لتر من الديزل أو 3,6 لتر من البنزين. مع انخفاض الطلب على سيارات الديزل وزيادة الطلب على طرازات سيارات الدفع الرباعي ، لا يمكن القيام بذلك دون إدخال النماذج الكهربائية ، والتي ، على الرغم من عدم وجود انبعاثات صفرية تمامًا ، تقلل بشكل كبير من المستوى المتوسط.
(للمتابعة)
النص: جورجي كوليف
