Ηλεκτρικό αυτοκίνητο χθες, σήμερα, αύριο: μέρος 1

E-Mobility Emerging Challenges Series

Η στατιστική ανάλυση και ο στρατηγικός σχεδιασμός είναι πολύπλοκες επιστήμες, και η τρέχουσα κατάσταση της υγείας, η κοινωνικοπολιτική κατάσταση στον κόσμο το αποδεικνύει. Προς το παρόν, κανείς δεν μπορεί να πει τι θα συμβεί μετά το τέλος της πανδημίας όσον αφορά την αυτοκινητοβιομηχανία, κυρίως επειδή δεν είναι γνωστό πότε θα συμβεί. Θα αλλάξουν οι απαιτήσεις για τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και την κατανάλωση καυσίμου στον κόσμο και ιδίως στην Ευρώπη; Πώς αυτό, σε συνδυασμό με τις χαμηλές τιμές του πετρελαίου και τα μειωμένα έσοδα του δημοσίου, θα επηρεάσει την κινητικότητα. Θα συνεχίσουν να αυξάνονται οι επιδοτήσεις τους ή θα συμβεί το αντίθετο; Θα διατεθούν χρήματα για να βοηθήσουν (εάν υπάρχουν) εταιρείες αυτοκινήτων να επενδύσουν σε πράσινες τεχνολογίες.

Η Κίνα, που ήδη ανακάμπτει από την κρίση, σίγουρα θα συνεχίσει να αναζητά έναν τρόπο να γίνει ηγέτης στη νέα κινητικότητα, αφού δεν έχει γίνει τεχνολογική πρωτοπορία στην παλιά. Οι περισσότεροι κατασκευαστές αυτοκινήτων σήμερα πωλούν ως επί το πλείστον συμβατικά οχήματα, αλλά έχουν επενδύσει σε μεγάλο βαθμό στην κινητικότητα τα τελευταία χρόνια, ώστε να είναι προετοιμασμένοι για διαφορετικά σενάρια μετά την κρίση. Φυσικά, ακόμη και τα πιο σκοτεινά σενάρια πρόβλεψης δεν περιλαμβάνουν κάτι τόσο ριζοσπαστικό όσο αυτό που συμβαίνει. Αλλά, όπως λέει ο Νίτσε, "Αυτό που δεν με σκοτώνει με κάνει πιο δυνατό." Πώς οι εταιρείες αυτοκινήτων και οι υπεργολάβοι θα αλλάξουν τη φιλοσοφία τους και ποια θα είναι η υγεία τους πρέπει να δούμε. Σίγουρα θα υπάρξουν εργασίες για κατασκευαστές κυττάρων ιόντων λιθίου. Και προτού συνεχίσουμε τις τεχνολογικές λύσεις στον τομέα των ηλεκτρικών κινητήρων και των μπαταριών, θα σας υπενθυμίσουμε ορισμένα μέρη της ιστορίας και τις λύσεις πλατφόρμας σε αυτές.

Κάτι σαν εισαγωγή ...

Ο δρόμος είναι ο προορισμός. Αυτή η φαινομενικά απλή σκέψη για τον Λάο Τζου δίνει νόημα στις δυναμικές διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα στην αυτοκινητοβιομηχανία αυτή τη στιγμή. Είναι αλήθεια ότι διάφορες περίοδοι της ιστορίας της έχουν επίσης χαρακτηριστεί ως «δυναμικές», όπως οι δύο πετρελαϊκές κρίσεις, αλλά το γεγονός είναι ότι πράγματι συμβαίνουν σήμερα σημαντικές διαδικασίες μετασχηματισμού σε αυτόν τον τομέα. Ίσως η καλύτερη εικόνα του άγχους να προέρχεται από τα τμήματα σχεδιασμού, ανάπτυξης ή σχέσεων προμηθευτών. Ποιος θα είναι ο όγκος και το σχετικό μερίδιο των ηλεκτρικών οχημάτων στη συνολική παραγωγή οχημάτων τα επόμενα χρόνια; Πώς να δομηθεί η προμήθεια εξαρτημάτων όπως στοιχεία ιόντων λιθίου για μπαταρίες και ποιος θα είναι ο προμηθευτής υλικών και εξοπλισμού για την παραγωγή ηλεκτροκινητήρων και ηλεκτρονικών ισχύος. Επενδύστε στις δικές σας εξελίξεις ή επενδύστε, αγοράστε μετοχές και συνάψτε συμβόλαια με άλλους προμηθευτές κατασκευαστών ηλεκτροκινητήρων. Εάν πρόκειται να σχεδιαστούν νέες πλατφόρμες αμαξώματος σύμφωνα με τις ιδιαιτερότητες της εν λόγω μονάδας, θα πρέπει να προσαρμοστούν οι υπάρχουσες καθολικές πλατφόρμες ή να δημιουργηθούν νέες καθολικές πλατφόρμες; Ένας τεράστιος αριθμός ερωτήσεων βάσει των οποίων πρέπει να ληφθούν γρήγορες αποφάσεις, αλλά στη βάση σοβαρής ανάλυσης. Γιατί όλα συνεπάγονται τεράστιο κόστος εκ μέρους των εταιρειών και αναδιάρθρωση, που σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να βλάψει την ανάπτυξη ενός κλασικού κινητήρα με κινητήρες εσωτερικής καύσης (συμπεριλαμβανομένου ενός κινητήρα ντίζελ). Ωστόσο, στο τέλος της ημέρας, είναι αυτοί που αποκομίζουν κέρδη για τις εταιρείες αυτοκινήτων και πρέπει να παρέχουν οικονομικούς πόρους για την ανάπτυξη και την εφαρμογή νέων ηλεκτρικών μοντέλων. Και τώρα η κρίση...

Καύσιμο πετρελαίου

Η ανάλυση που βασίζεται σε στατιστικές και προβλέψεις είναι μια δύσκολη δουλειά. Σύμφωνα με πολλές προβλέψεις το 2008, η τιμή του πετρελαίου θα πρέπει τώρα να ξεπεράσει τα 250 δολάρια το βαρέλι. Μετά ήρθε η οικονομική κρίση και όλες οι παρεμβολές κατέρρευσαν. Η κρίση τελείωσε και η VW Bordeaux ανακήρυξε τον κινητήρα ντίζελ και έγινε ο βασικός φορέας της ιδέας του ντίζελ, με προγράμματα που ονομάζονταν «Ημέρα Diesel» ή D-Day σε αναλογία με την D-Day της Νορμανδίας. Οι ιδέες του άρχισαν πραγματικά να φυτρώνουν όταν αποδείχθηκε ότι η εκτόξευση ντίζελ δεν έγινε με τον πιο ειλικρινή και καθαρό τρόπο. Οι στατιστικές δεν καταγράφουν τέτοια ιστορικά γεγονότα και περιπέτειες, αλλά ούτε η βιομηχανική ούτε η κοινωνική ζωή είναι άγονη. Η πολιτική και τα μέσα κοινωνικής δικτύωσης έσπευσαν να αναισθητοποιήσουν τον κινητήρα ντίζελ χωρίς καμία τεχνολογική βάση και η ίδια η Volkswagen έριξε λάδι στη φωτιά και, ως αντισταθμιστικός μηχανισμός, την πέταξε στη φωτιά και κυμάτισε περήφανα τη σημαία της ηλεκτρικής κινητικότητας στη φωτιά.

Πολλές αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν πέσει σε αυτή την παγίδα ως αποτέλεσμα της ταχείας ανάπτυξης. Η θρησκεία πίσω από την D-Day έγινε γρήγορα αίρεση, μεταμορφώθηκε σε E-Day και όλοι άρχισαν μανιωδώς να κάνουν στον εαυτό τους τις παραπάνω ερωτήσεις. Σε μόλις τέσσερα χρόνια από το σκάνδαλο του ντίζελ το 2015 έως σήμερα, ακόμη και οι πιο ειλικρινείς ηλεκτροσκεπτικοί έχουν εγκαταλείψει την αντίσταση στα ηλεκτρικά οχήματα και άρχισαν να αναζητούν τρόπους να τα κατασκευάσουν. Ακόμη και η Mazda, η οποία ισχυριζόταν ότι ήταν «εγκάρδια» και η Toyota τόσο ανιδιοτελώς προσκολλημένη στα υβριδικά της που παρέδιδαν παράλογα μηνύματα μάρκετινγκ όπως «υβριδικά αυτοφορτιζόμενα», είναι πλέον έτοιμη με μια κοινή ηλεκτρική πλατφόρμα.

Τώρα, ανεξαιρέτως, όλοι οι κατασκευαστές αυτοκινήτων αρχίζουν να εντάσσουν στη γκάμα τους ηλεκτρικά ή ηλεκτροκίνητα αυτοκίνητα. Εδώ, δεν θα υπεισέλθουμε σε λεπτομέρειες σχετικά με το ποιος ακριβώς πόσα ηλεκτρικά και ηλεκτροκίνητα μοντέλα θα παρουσιαστούν τα επόμενα χρόνια, όχι μόνο επειδή τέτοια νούμερα έρχονται και φεύγουν σαν φθινοπωρινά φύλλα, αλλά και επειδή αυτή η κρίση θα αλλάξει πολλές απόψεις. Τα σχέδια είναι σημαντικά για τα τμήματα σχεδιασμού παραγωγής, αλλά όπως αναφέραμε παραπάνω, «ο δρόμος είναι ο στόχος». Σαν πλοίο που κινείται πάνω στη θάλασσα, η ορατότητα του ορίζοντα αλλάζει και πίσω του ανοίγονται νέες όψεις. Οι τιμές των μπαταριών πέφτουν, αλλά και οι τιμές του πετρελαίου. Οι πολιτικοί λαμβάνουν αποφάσεις σήμερα, αλλά με την πάροδο του χρόνου, αυτό οδηγεί σε απότομη μείωση των θέσεων εργασίας και οι νέες αποφάσεις αποκαθιστούν το status quo. Και τότε όλα σταματούν ξαφνικά...

Ωστόσο, δεν πιστεύουμε ότι η ηλεκτρική κινητικότητα δεν συμβαίνει. Ναι, "συμβαίνει" και είναι πιθανό να συνεχιστεί. Αλλά καθώς έχουμε μιλήσει για εμάς σε πολλές περιπτώσεις στον τομέα του μηχανοκίνητου αθλητισμού και του αθλητισμού, η γνώση είναι κορυφαία προτεραιότητα και με αυτήν τη σειρά θέλουμε να βοηθήσουμε να επεκτείνουμε αυτήν τη γνώση.

Ποιος θα κάνει τι - στο εγγύς μέλλον;

Ο μαγνητισμός του Elon Musk και η επαγωγή που επηρεάζει η Tesla (όπως οι κινητήρες επαγωγής ή επαγωγής που χρησιμοποιούνται ευρέως της εταιρείας) είναι απίστευτη. Αφήνοντας τα σχέδια απόκτησης κεφαλαίου της εταιρείας, δεν μπορούμε παρά να θαυμάσουμε τον άνθρωπο που βρήκε τη θέση του στην αυτοκινητοβιομηχανία και προώθησε την «εκτόξευσή» του μεταξύ των μαστόδων. Θυμάμαι ότι επισκέφτηκα μια παράσταση στο Ντιτρόιτ το 2010, όταν ο Tesla έδειξε μέρος της πλατφόρμας αλουμινίου του μελλοντικού Model S σε ένα μικρό περίπτερο. Φαινόταν ανησυχημένος ότι ο μηχανικός του θαλάμου δεν τιμήθηκε και με ιδιαίτερη προσοχή από τα περισσότερα μέσα ενημέρωσης. Σχεδόν κανένας από τους δημοσιογράφους της εποχής δεν φαντάστηκε ότι αυτή η μικρή σελίδα στην ιστορία του Tesla θα ήταν τόσο σημαντική για την ανάπτυξή της. Όπως η Toyota, η οποία αναζητούσε όλα τα είδη σχεδίων και διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας για να θέσει τα θεμέλια για την υβριδική τεχνολογία της, οι δημιουργοί της Tesla τότε αναζητούσαν έξυπνους τρόπους για να δημιουργήσουν ένα ηλεκτρικό όχημα με επαρκή αξία. Αυτή η αναζήτηση χρησιμοποιεί ασύγχρονους κινητήρες, ενσωματώνοντας κοινά στοιχεία φορητού υπολογιστή σε μπαταρίες και έξυπνα τη διαχείρισή τους και χρησιμοποιώντας την ελαφριά πλατφόρμα κατασκευής Lotus ως βάση για το πρώτο Roadster. Ναι, η ίδια μηχανή που έστειλε ο Musk στο διάστημα με το Falcon Heavy.

Συμπτωματικά, το ίδιο 2010 στον ωκεανό, είχα την τύχη να παρακολουθήσω μια άλλη ενδιαφέρουσα εκδήλωση που σχετίζεται με τα ηλεκτρικά οχήματα - την παρουσίαση του BMW MegaCity Vehicle. Ακόμη και σε μια εποχή πτώσης των τιμών του πετρελαίου και παντελούς έλλειψης ενδιαφέροντος για ηλεκτρικά οχήματα, η BMW παρουσίασε ένα μοντέλο σχεδιασμένο εξ ολοκλήρου σύμφωνα με τις ιδιαιτερότητες της ηλεκτροκίνησης, με πλαίσιο αλουμινίου που φέρει την μπαταρία. Για να αντισταθμίσουν το βάρος των μπαταριών, οι οποίες το 2010 είχαν κυψέλες που όχι μόνο είχαν χαμηλότερη χωρητικότητα αλλά ήταν πέντε φορές πιο ακριβές από ό,τι είναι τώρα, οι μηχανικοί της BMW, μαζί με αρκετούς υπεργολάβους τους, ανέπτυξαν μια δομή άνθρακα που θα μπορούσε να παραχθεί σε μεγάλες ποσότητες.. Επίσης το 2010, η Nissan ξεκίνησε την ηλεκτρική της επίθεση με το Leaf και η GM παρουσίασε το Volt/Ampera της. Αυτά ήταν τα πρώτα πουλιά της νέας ηλεκτρικής κινητικότητας...

Πίσω στο χρόνο

Αν ανατρέξουμε στην ιστορία του αυτοκινήτου, διαπιστώνουμε ότι από τα τέλη του 19ου αιώνα μέχρι το ξέσπασμα του Α' Παγκοσμίου Πολέμου, το ηλεκτρικό αυτοκίνητο θεωρείτο πλήρως ανταγωνιστικό με τον ηλεκτρικό κινητήρα εσωτερικής καύσης. Είναι αλήθεια ότι οι μπαταρίες ήταν αρκετά αναποτελεσματικές εκείνη την εποχή, αλλά είναι επίσης αλήθεια ότι ο κινητήρας εσωτερικής καύσης ήταν στα σπάργανα. Η εφεύρεση του ηλεκτρικού εκκινητή το 1912, η ​​ανακάλυψη των κύριων κοιτασμάτων πετρελαίου στο Τέξας πριν από αυτό και η κατασκευή ολοένα και περισσότερων δρόμων στις Ηνωμένες Πολιτείες και η εφεύρεση της γραμμής συναρμολόγησης, ο κινητήρας που κινείται με κινητήρα είχε ξεχωριστά πλεονεκτήματα πάνω από το ηλεκτρικό. Οι «υποσχόμενες» αλκαλικές μπαταρίες του Τόμας Έντισον αποδείχθηκαν αναποτελεσματικές και αναξιόπιστες και μόνο λάδι στη φωτιά του ηλεκτρικού αυτοκινήτου. Όλα τα πλεονεκτήματα παρέμειναν στο μεγαλύτερο μέρος του 20ου αιώνα, όταν τα ηλεκτρικά οχήματα της εταιρείας κατασκευάστηκαν καθαρά από τεχνολογικό ενδιαφέρον. Ακόμη και κατά τη διάρκεια των προαναφερθεισών κρίσεων πετρελαίου, ποτέ δεν πέρασε από το μυαλό κανένας ότι ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο θα μπορούσε να είναι μια εναλλακτική λύση, και παρόλο που η ηλεκτροχημεία των κυψελών λιθίου ήταν γνωστή, δεν είχε ακόμη «καθαριστεί». Η πρώτη σημαντική ανακάλυψη στη δημιουργία ενός πιο σύγχρονου ηλεκτρικού αυτοκινήτου ήταν το GM EV1, ένα μοναδικό μηχανολογικό δημιούργημα της δεκαετίας του 1990, του οποίου η ιστορία περιγράφεται όμορφα στην εταιρεία Who Killed the Electric Car.

Εάν επιστρέψουμε στις μέρες μας, θα διαπιστώσουμε ότι οι προτεραιότητες έχουν ήδη αλλάξει. Η τρέχουσα κατάσταση με τα ηλεκτρικά οχήματα της BMW είναι ένας δείκτης των γρήγορων διαδικασιών που βράζουν στο πεδίο και η χημεία γίνεται η κύρια κινητήρια δύναμη αυτής της διαδικασίας. Δεν είναι πλέον απαραίτητο να σχεδιάσετε και να κατασκευάσετε ελαφριές κατασκευές άνθρακα για να αντισταθμίσετε το βάρος των μπαταριών. Αυτή τη στιγμή είναι ευθύνη των (ηλεκτρο) χημικών από εταιρείες όπως η Samsung, η LG Chem, η CATL και άλλες, των οποίων τα τμήματα Ε & Α αναζητούν τρόπους για να κάνουν την πιο αποτελεσματική χρήση των διαδικασιών ιόντων λιθίου. Επειδή και οι δύο υποσχόμενες μπαταρίες "γραφενίου" και "στερεών" είναι στην πραγματικότητα παραλλαγές ιόντων λιθίου. Αλλά ας μην προχωρήσουμε μπροστά μας.

Η Τέσλα και όλοι οι άλλοι

Πρόσφατα, σε συνέντευξή του, ο Elon Musk ανέφερε ότι θα αποκτήσει ευρεία χρήση ηλεκτρικών οχημάτων, πράγμα που σημαίνει ότι η αποστολή του ως πρωτοπόρος να επηρεάζει άλλους έχει ολοκληρωθεί. Αυτό ακούγεται αλτρουιστικό, αλλά πιστεύω ότι είναι. Σε αυτό το πλαίσιο, τυχόν ισχυρισμοί για τη δημιουργία διάφορων δολοφόνων της Tesla ή δηλώσεις όπως «είμαστε καλύτεροι από τον Tesla» είναι ανούσιοι και περιττοί. Αυτό που κατάφερε η εταιρεία είναι απαράμιλλο, και αυτά είναι γεγονότα - ακόμα κι αν όλο και περισσότεροι κατασκευαστές αρχίζουν να προσφέρουν καλύτερα μοντέλα από την Tesla.

Οι γερμανικές αυτοκινητοβιομηχανίες βρίσκονται στα πρόθυρα μιας μικρής ηλεκτρικής επανάστασης, αλλά ο πρώτος άξιος αντίπαλος του Tesla έπεσε πάνω στην Jaguar με το I-Pace, το οποίο είναι ένα από τα λίγα (ακόμα) αυτοκίνητα που κατασκευάστηκαν σε ειδική πλατφόρμα. Αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στην εμπειρία μηχανικών της Jaguar / Land Rover και της μητρικής εταιρείας Tata στον τομέα των τεχνολογιών επεξεργασίας κραμάτων αλουμινίου, καθώς και στο γεγονός ότι τα περισσότερα μοντέλα της εταιρείας είναι τέτοια και η παραγωγή χαμηλής σειράς σας επιτρέπει να απορροφήσετε υψηλή τιμή. ,

Δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι οι κινέζοι κατασκευαστές αναπτύσσουν ειδικά σχεδιασμένα ηλεκτρικά μοντέλα, τα οποία διεγείρονται από φοροαπαλλαγές, σε αυτήν τη χώρα, αλλά ίσως η πιο σημαντική συνεισφορά στο πιο δημοφιλές αυτοκίνητο θα προέλθει από το "λαϊκό αυτοκίνητο" της VW.

Ως μέρος μιας συνολικής μεταμόρφωσης της φιλοσοφίας της για τη ζωή και την απόσταση από τα προβλήματα ντίζελ, η VW αναπτύσσει το φιλόδοξο πρόγραμμά της βασισμένο στη δομή αμαξώματος MEB, το οποίο θα βασίζεται σε δεκάδες μοντέλα τα επόμενα χρόνια. Όλα αυτά καθοδηγούνται από τα αυστηρά πρότυπα εκπομπών CO2021 στην Ευρωπαϊκή Ένωση, τα οποία απαιτούν να μειωθεί η μέση ποσότητα CO2 στην περιοχή από κάθε παραγωγό στα 95 g / km έως το 3,6. Αυτό σημαίνει μέση κατανάλωση 4,1 λίτρων ντίζελ ή XNUMX λίτρων βενζίνης. Με τη φθίνουσα ζήτηση για οχήματα ντίζελ και την αυξανόμενη ζήτηση για μοντέλα SUV, αυτό δεν μπορεί να γίνει χωρίς την εισαγωγή ηλεκτρικών μοντέλων, τα οποία, αν και όχι εντελώς μηδενικά, μειώνουν σημαντικά τον μέσο όρο.