Электромобиль вчера, сегодня и завтра: Часть 1

Поредица за новите предизвикателства пред електрическата мобилност

Анализът на статистически данни и стратегическото планиране са много трудни науки и днешната ситуация със здравно-социално-политическата обстановка в света го доказва. В момента никой не може каже какво ще се случи след края на пандемията от гледна точка на автомобилния бизнес най-вече защото не се знае кога ще е той. Ще се променят ли изискванията относно емисиите на въглероден двуокис, респективно разход на гориво по света и в Европа в частност. Как това, в съчетание с ниските цени на петрола и намалените приходи в хазната ще повлияят върху електрическата мобилност. Ще продължи ли увеличаването на субсидирането им или ще стане обратното. Парите за помощ (ако има такива) за автомобилните компании ще бъдат ли дадени с изискване за инвестиции в «зелени» технологии.

Китай, който вече се отърсва от кризата със сигурност ще продължи да търси начин да стане лидер в новата мобилност, след като не стана технологичен авангард в старата. По-голямата част от автомобилните производители днес все още продават основно автомобили с конвенционално задвижване, но инвестираха много в електричаската мобилност през последните години, така че са готови за различни сценарии след кризата. Разбира се дори и най-мрачните прогнозни сценарии не включват нещо толкова драстично като това което се случва. Но както казва Ницше «Това което не ме убива, ме прави по-силен.» Как автомобилните компании и поддоставчиците ще променят философията си и какво ще е здравословното им състояние предстои да видим. За производителите на литиево-йонни клетки със сигурност ще има работа. А преди да продължим с технологичните решения в областта на електромоторите и акумулаторните батерии ще ви припомним някои части от историята и платформените решения при тях.

Нещо като увод…

„Пътят е целта“. Тази простичка наглед мисъл на Лао Дзъ изпълва със съдържание динамичните процеси протичащи в автомобилната индустрия в момента. Вярно е че най-различни периоди в нейната история също са били определяни като „динамични“ – като например двете петролни кризи, но е факт че днес наистина текат значителни процеси на трансформации в тази област. Може би най-добре картината на стреса биха ви обрисували отделите по планиране, развойна дейност или тези за връзка с доставчиците. Какви ще бъдат обемите и относителния дял на електрическите автомобили в общото автомобилно производство в следващите години? Как да бъдат структурирани доставките на компоненти като литиево-йонни клетки за батерии и кой да бъде доставчикът на материали и съоръжения за производство на електромотори и силова електроника. Да бъдат ли инвестирани средства в собствена развойна дейност или да се вложат средства, закупят дялове и сключат договори с други доставчици на свързаните с електрическото задвижване производители. Да бъдат ли проектирани нови каросерийни платформи съобразени със спецификите на въпросното задвижване, да бъдат адаптирани сегашните или пък да създадат нови универсални платформи. Гигантско количество въпроси, въз основа на които трябва да бъдат взимани бързи, но на базата на сериозни анализи, решения. Защото всички те са свързани с огромни разходи от страна на компаниите и преструктуриране, което в никакъв случай не трябва да ощетява развойната работа по класическото задвижване с двигатели с вътрешно горене (включително и на дизеловия мотор). Все пак, в края на краищата, именно те носят печалбите на автомобилните компании и трябва да осигурят паричния ресурс за разработките и въвеждането в производство на новите електрически модели. А, сега налице и криза…

Кладата на дизела

Базираните на статистики и прогнози анализи са трудна работа. Според много прогнози от 2008 година, в наши дни цената на нефта трябваше да надвишава 250 долара за барел. После дойде икономическата криза и всички интерполации се сринаха. Кризата вече си отиваше, а VW бордо прокламираше дизеловия двигател и се превърна в знаменосец на дизеловата идея с програми наречени „Денят на дизела“ или D-Day по аналогия с деня на десанта в Нормандия. Идеите му наистина започнаха да покълват, когато се оказа че лансирането на дизела не става по най-честния и чистия начин. Статистиките не отчитат подобни исторически събития и авантюри, но нито индустриалният, нито социалният живот са стерилни. Политиката и социалните мрежи побързаха да анатемосат дизеловия двигател без никакви технологични основи, а самият Volkswagen наля масло в огъня и като форма на компенсаторен механизъм го хвърли на кладата, а в пламъците и развя гордо знамето на електрическата мобилност.

Много от автомобилните производители бяха хванати натясно в този капан от бързоразвиващите се събития. Религията залегнала в основите на D-Day бързо се превърна в ерес, трансформира се в „E-day“ и всички трескаво започнаха да си задават гореспоменатите въпроси. Само в рамките на малко повече от четири години – от дизеловия скандал през 2015 г. до днес дори най-отявлените електроскептици се отказаха от резистентността към електрическите автомобили и започнаха да търсят начини за конструиране на подобни автомобили. Дори Mazda, които твърдяха че „сърцето им е топло“ и Toyota, толкова самоотвержено привързани към своите хибриди че въведоха абсурдни маркетингови послания като „самозареждащи се хибриди“ вече са готови с обща електрическа платформа.

Сега всички автомобилни производители, без изключение, започват да включват в гамата си електрически или електрифицирани автомобили. Тук няма да изпадаме в детайли кой точно колко електрически и електрифицирани модела ще въведе в следващите години, не само защото подобни числа минават и си отиват като есенни листа, а и защото тази криза ще промени множество гледни точки. Плановете са важни за отделите по планиране на производството, но както по-горе споменахме „пътят е целта“. По подобие на кораба, който се движи в морето, видимостта до хоризонта се изменя и зад нея се откриват нови перспективи. Цените на батериите падат, но пада и цената на петрола. Политиците днес взимат едно решение, но след време то води до драстични съкращения на работни места и нови решения връщат статуквото. А после всичко внезапно спира…

Далеч обаче сме от мисълта че електрическата мобилност не настъпва. Да, „настъпва“ и вероятно ще продължи да настъпва. Но както неведнъж сме казвали за нас в auto motor und sport познанието е основен приоритет и с тази поредица искаме да помогнем за разширяване на това познание.

Кой какво ще прави – в близко бъдеще?

Магнетизмът на Илон Мъск и индукцията която Tesla (по подобие на широко използваните от компанията асинхронни или индукционни мотори) упражни върху автомобилната промишленост са невероятни. Ако оставим настрана схемите за придобиване на капитали от страна на фирмата няма как да не се възхитим на човека, който намери своята ниша в автомобилната индустрия и като клин напъха своя „старт-ъп“ сред мастодонтите. Спомням си посещението на изложението в Детройт през 2010 година, когато на малък щанд Tesla показваше разрез на алуминиевата платформа на бъдещия Model S. Видимо притеснен инженерът на щанда не бе удостоен и с особено внимание от страна на повечето медии. Едва ли някой от журналистите тогава е предполагал че тази малка страница от историята на Tesla ще е толкова съществена за нейното развитие. По подобие на Toyota, която търсеше всевъзможни конструкции и патенти за да положи основите на своята хибридна технология, създателите на Tesla по това време търсят хитроумни начини да създадат електрически автомобил с адекватна себестойност. Като част от тези търсения са използването на асинхронни мотори, обединяването на конвенционални клетки от лаптопи в батерии и разумното им управление и използването на леката конструктивна платформа на Lotus като основа за първия модел Roadster. Да същият този автомобил, който Мъск изпрати в космоса с Falcon Heavy.

По интересно стечение на обстоятелствата през същата 2010 година отсам океана имах щастието да присъствам на други интересно събитие свързано с електрическите автомобили – представянето на MegaCity Vehicle на BMW. Дори във време на падащи цени на петрола и пълна незаинтересованост относно електрическите автомобили BMW представяше модел създаден изцяло съобразно спецификите на електрическото задвижване, с алуминиева носеща батерията рама. За да компенсират теглото на батериите, които през 2010 г. бяха с клетки които не само имаха по-малък капацитет но и бяха пет пъти по-скъпи от сегашните, инженерите на BMW съвместно с редица свои колеги от поддоставчици бяха разработили карбонова конструкция, която можеше да се произвежда в голям тираж. През същата 2010 година Nissan постави началото на своето електрическо настъпление с Leaf, а GM представи своя Volt/Ampera. Това бяха първите птички на новата електрическата мобилност…

Назад во времени

Ако се върнем още назад в историята на автомобила ще открием че от края на 19 век до около Първата Световна Война електрическият автомобил е смятан за напълно конкурентен на този задвижван от двигателя с вътрешно горене. Вярно е че батериите са били доста неефективни по това време, но е вярно също че и двигателят с вътрешно горене е бил в съвсем ембрионална възраст. Изобретяването на електрическия стартер през 1912 година, откриването големите нефтени залежи в Тексас преди това и строителството на все повече пътища в Щатите, както и изобретяването на поточните линии, автомобилът с ДВГ добива явни предимства пред електрическия. Обявените като «перспективни» алкални батерии на Томас Едисон се оказват неефективни и ненадеждни и само наливат масло в кладата на електромобила. Всички предимства се запазват и през почти целия 20-ти век, когато електрически автомобили компаниите конструират само от технологичен интерес. Дори по време на гореспоменатите петролни кризи на никого не му хрумва че електромобилът може да бъде алтернатива, а макар и известна електрохимията на литиевите клетки все още не била „облагородена“. Първият съществен пробив в създаването на по-модерен електромобил е GM EV1, уникално инженерно творение от 90-те години, чиято история е описана чудесно във фирма „Кой уби електрическия автомобил.“

Ако се пренесем обратно в наши дни ще открием че приоритетите вече са се променили. Актуалната ситуация с електрическите автомобили на BMW е показател за бързите процеси които кипят в областта и химията става главно движещо звено в този процес. Вече не е необходимо да бъдат конструирани и произвеждани леки карбонови конструкции, за да се компенсира теглото на батериите. Отговорността за него сега носят (електро)химиците от компании като Samsung, LG Chem, CATL и т.н., чийто развойни и производствени отдели търсят начини за максимално ефективно използване на процесите на литиево-йонните клетки. Защото както перспективните „графенови“, така и „твърдотелните“ батерии всъщност са разновидности на литиево-йонните. Но нека не изпреварваме събитията.

Tesla и всички останали

Наскоро, в едно интервю, Илон Мъск спомена че ще се радва от широкото навлизане на електромобили и това означава че мисията му на първопроходец повлиял на останалите е изпълнена. Звучи алтруистично, но аз вярвам че е така. В този контекст всякакви изявления за създаване на разни Tesla killers или констатации като „ние сме по-добри от Tesla“ са безпредметни и излишни. Това което компанията успя да направи е без аналог и това са фактите – дори и все повече производители да започнат да предлагат по-добри модели от тези на Tesla.

Германските автомобилни производители са пред прага на малка електрическа революция, но честта на първи достоен противник на Tesla се падна на ягуар с неговия I-Pace, който се причислява към малкото (все още) автомобили изградени върху специално предназначена за целта платформа. Това в голяма степен се дължи на експертния опит на инженерите от Jaguar/Land Rover и компанията-майка Tata в областта на технологиите за обработка на алуминиеви сплави и фактът че повечето модели на компанията са такива, а ниско серийното производство позволява да бъде абсорбирана високата цена.

Не бива да забравяме рояка производители от Китай, разработващи специално предназначени електрически модели стимулирани от данъчните отстъпки в тази държава, но вероятно най-съществен принос за създаване на по-народен автомобил ще дойде именно от „народния автомобил“ VW.

В рамките на цялостната трансформация на жизнената си философия и дистанциране от дизеловите проблеми VW разработва своята мащабна програма базирана на каросерийната конструкция MEB, на която ще се базират десетки модели в близките години. Стимул за всичко това имат и строгите стандарти за емисии на въглероден двуокис на Европейски Съюз изискващи до 2021 г. средното количество на CO2 в гамата на всеки производител да бъде снижена до 95 г/км. Това означава среден разход от 3,6 л дизел или 4,1 л бензин. При намаляващо търсене на дизелови автомобили и увеличаващо се на SUV модели това няма как да стане без въвеждане на електрически модели, които макар и не се водят с напълно нулеви емисии значително снижават средното ниво.

(следовать)

Текст: Георгий Колев