מכונית חשמלית אתמול, היום, מחר: חלק 1

סדרת האתגרים המתעוררים בנושא ניידות אלקטרונית

ניתוח סטטיסטי ותכנון אסטרטגי הם מדעים מורכבים מאוד, והמצב הבריאותי הנוכחי, המצב החברתי-פוליטי בעולם מוכיח זאת. כרגע איש אינו יכול לומר מה יקרה לאחר סיום המגיפה מבחינת עסקי הרכב, בעיקר משום שלא ידוע מתי זה יקרה. האם הדרישות לפליטת פחמן דו חמצני וצריכת דלק ישתנו בעולם ובמיוחד באירופה? איך זה, בשילוב עם מחירי נפט נמוכים וירידה בהכנסות האוצר, ישפיעו על הניידות. האם הסובסידיות שלהם ימשיכו לגדול, או שההפך יקרה? האם יינתן כסף שיעזור לחברות רכב (אם בכלל) להשקיע בטכנולוגיות ירוקות.

סין, שכבר מחלימה מהמשבר, בוודאי תמשיך לחפש דרך להפוך למובילה בתחום הניידות החדשה, מכיוון שהיא לא הפכה לחלוץ טכנולוגי בישן. רוב יצרני הרכב כיום עדיין מוכרים בעיקר רכבים קונבנציונליים, אך השקיעו רבות בניידות בשנים האחרונות, ולכן הם מוכנים לתרחישים שונים לאחר המשבר. כמובן, אפילו תרחישי הניבוי האפלים ביותר אינם כרוכים במשהו רדיקלי כמו מה שקורה. אבל, כמו שאומר ניטשה, "מה שלא הורג אותי מחזק אותי". נותר לראות כיצד חברות רכב וקבלני משנה ישנו את הפילוסופיה שלהם ומה תהיה בריאותם. בהחלט תהיה עבודה עבור יצרני תאי ליתיום-יון. ולפני שנמשיך בפתרונות הטכנולוגיים בתחום המנועים והסוללות החשמליות, נזכיר לכם כמה חלקים בסיפור ופתרונות הפלטפורמה שבהם.

משהו כמו הקדמה ...

הדרך היא היעד. המחשבה הפשוטה לכאורה הזו על לאו דזה נותנת משמעות לתהליכים הדינמיים המתרחשים בתעשיית הרכב כרגע. נכון שגם תקופות שונות בתולדותיה תוארו כ"דינמיות" כמו שני משברי הנפט, אך העובדה היא שבאזור זה אכן מתרחשים כיום תהליכי טרנספורמציה משמעותיים. אולי התמונה הטובה ביותר של לחץ תגיע ממחלקות התכנון, הפיתוח או קשרי הספקים. מה יהיה הנפח והחלק היחסי של כלי רכב חשמליים בכלל ייצור הרכב בשנים הקרובות? כיצד לבנות את אספקת הרכיבים כמו תאי ליתיום-יון לסוללות, ומי יהיה ספק החומרים והציוד לייצור מנועים חשמליים ואלקטרוניקת כוח. השקיעו בפיתוחים שלכם או השקיעו, רכשו מניות והתקשרו בחוזים עם ספקים אחרים של יצרני כוננים חשמליים. אם יש לעצב פלטפורמות גוף חדשות לפי הספציפיות של הכונן המדובר, האם יש להתאים פלטפורמות אוניברסליות קיימות או ליצור פלטפורמות אוניברסליות חדשות? מספר עצום של שאלות שעל בסיסן יש לקבל החלטות מהירות, אך על בסיס ניתוח רציני. כי כולם כרוכים בעלויות אדירות מצד חברות ושינוי מבנה, שלא אמורים בשום אופן לפגוע בפיתוח מנוע קלאסי עם מנועי בעירה פנימית (כולל מנוע דיזל). עם זאת, בסופו של יום, הם אלו שמרוויחים עבור חברות הרכב וחייבים לספק משאבים כספיים לפיתוח והטמעה של דגמים חשמליים חדשים. ועכשיו המשבר...

דלק דיזל

ניתוח המבוסס על סטטיסטיקות ותחזיות הוא עבודה קשה. לפי תחזיות רבות ב-2008, מחיר הנפט אמור כעת לעלות על 250 דולר לחבית. ואז הגיע המשבר הכלכלי, וכל האינטרפולציות קרסו. המשבר הסתיים ופולקסווגן בורדו הכריזה על מנוע הדיזל והפכה לנושאת הדגל של רעיון הדיזל, עם תוכניות שנקראו "דיזל דיי" או D-Day באנלוגיה לנורמנדי D-Day. הרעיונות שלו באמת התחילו לנבוט כשהתברר שהשקת הדיזל לא נעשתה בצורה הכי כנה ונקייה. הסטטיסטיקה אינה מסבירה אירועים והרפתקאות היסטוריות כאלה, אך לא חיי התעשייה והחברה אינם עקרים. הפוליטיקה והרשתות החברתיות מיהרו להרדים את מנוע הדיזל ללא כל בסיס טכנולוגי, ופולקסווגן בעצמה שפכה שמן על האש וכמנגנון פיצוי השליכה אותו על האש, והניפה בגאווה את דגל הניידות החשמלית בשריפה.

יצרניות רכב רבות נפלו בפח הזה כתוצאה מהתפתחות מהירה. הדת שמאחורי D-Day הפכה במהירות לכפירה, הפכה ל-E-Day, וכולם התחילו לשאול את עצמם בטירוף את השאלות הנ"ל. תוך ארבע שנים בלבד משערוריית הדיזל ב-2015 ועד היום, אפילו האלקטרו-סקפטים הבוטים ביותר ויתרו על ההתנגדות לכלי רכב חשמליים והחלו לחפש דרכים לבנות אותם. אפילו מאזדה, שהתיימרה להיות "לבבית" וטויוטה מחוברת בצורה כל כך חסרת אנוכיות להיברידיות שלה עד שהן העבירו מסרים שיווקיים אבסורדיים כמו "היברידיות בטעינה עצמית", מוכנה כעת עם פלטפורמה חשמלית משותפת.

כעת, ללא יוצא מן הכלל, כל יצרניות הרכב מתחילות לכלול מכוניות חשמליות או מחושמלות במגוון שלהן. כאן לא נפרט מי בדיוק כמה דגמים חשמליים ומחושמלים יוצגו בשנים הקרובות, לא רק בגלל שמספרים כאלה באים והולכים כמו עלי סתיו, אלא גם בגלל שהמשבר הזה ישנה הרבה נקודות מבט. תוכניות חשובות למחלקות תכנון הייצור, אך כפי שציינו לעיל, "הדרך היא המטרה". כמו ספינה הנעה על הים, נראות האופק משתנה ומאחוריה נפתחים נופים חדשים. מחירי הסוללות יורדים, אבל גם מחירי הנפט. פוליטיקאים מקבלים היום החלטות, אבל עם הזמן זה מוביל לצמצום חד במקומות העבודה, והחלטות חדשות מחזירות את המצב לקדמותו. ואז הכל פתאום נעצר...

עם זאת, אנו רחוקים מלחשוב כי ניידות חשמלית אינה מתרחשת. כן, זה "קורה" וסביר להניח שהוא יימשך. אך כפי שדיברנו עלינו פעמים רבות בתחום הספורט המוטורי והספורט, ידע הוא בראש סדר העדיפויות, ועם סדרה זו אנו רוצים לעזור להרחיב את הידע הזה.

מי יעשה מה - בעתיד הקרוב?

המגנטיות של אילון מאסק והאינדוקציה שטסלה (כמו מנועי אינדוקציה או אינדוקציה בשימוש נרחב של החברה) משפיעים על תעשיית הרכב הם מדהימים. מלבד תוכניות רכישת ההון של החברה, איננו יכולים שלא להתפעל מהאיש שמצא את הנישה שלו בתעשיית הרכב וקידם את "השקתו" בין המסטודונים. אני זוכר שביקרתי בתערוכה בדטרויט בשנת 2010, כאשר טסלה הראתה חלק מפלטפורמת האלומיניום של דגם S העתידי על דוכן קטן. ככל הנראה מודאג מכך שמהנדס העמדה לא זכה לכבוד ותשומת לב מיוחדת מצד רוב התקשורת. כמעט אף אחד מהעיתונאים של אז לא העלה על דעתו שהדף הקטן הזה בתולדות טסלה יהיה חשוב כל כך להתפתחותו. כמו טויוטה, שחיפשה כל מיני עיצובים ופטנטים כדי להניח את היסודות לטכנולוגיה ההיברידית שלה, גם יוצרי טסלה חיפשו אז דרכים גאוניות ליצור רכב חשמלי בעל ערך הולם. חיפוש זה עושה שימוש במנועים אסינכרוניים, המשלבים אלמנטים ניידים נפוצים בסוללות ומנהלים אותם בצורה חכמה, ומשתמשים בפלטפורמת הבנייה הקלה של לוטוס כבסיס לרודסטר הראשון. כן, אותה מכונה שמוסק שלח לחלל עם הפלקון כבד.

במקרה, באותה שנת 2010 באוקיינוס, התמזל מזלי להשתתף באירוע מעניין נוסף הקשור לרכבים חשמליים - הצגת רכב ה-BMW MegaCity. גם בתקופה של ירידת מחירי הנפט וחוסר עניין מוחלט בכלי רכב חשמליים, ב.מ.וו הציגה דגם שתוכנן כולו לפי הספציפיות של ההנעה החשמלית, עם מסגרת אלומיניום הנושאת את המצבר. כדי לקזז את משקלן של הסוללות, שבשנת 2010 היו להן תאים שלא רק בעלי קיבולת נמוכה יותר אלא שהיו יקרים פי חמישה מכפי שהם עכשיו, פיתחו מהנדסי BMW, יחד עם מספר קבלני משנה שלהם, מבנה פחמן שניתן לייצר בגדול כמויות.. גם בשנת 2010, ניסאן השיקה את המתקפה החשמלית שלה עם הליף ו-GM הציגה את ה-Volt/Ampera שלה. אלו היו הציפורים הראשונות של הניידות החשמלית החדשה...

אחורה בזמן

אם נחזור להיסטוריה של הרכב, נגלה שמסוף המאה ה-19 ועד פרוץ מלחמת העולם הראשונה, המכונית החשמלית נחשבה לתחרותית מלאה עם מנוע הבעירה הפנימית החשמלי. נכון שהסוללות היו די לא יעילות אז, אבל זה גם נכון שמנוע הבעירה הפנימית היה בחיתוליו. המצאת המתנע החשמלי ב-1912, גילוי שדות הנפט הגדולים בטקסס לפני כן, ובניית עוד ועוד כבישים בארצות הברית, והמצאת פס הייצור, למנוע המונע במנוע היו יתרונות ברורים. מעל החשמלית. הסוללות האלקליות ה"מבטיחות" של תומס אדיסון התגלו כלא יעילות ולא אמינות ורק הוסיפו דלק למדורה של המכונית החשמלית. כל היתרונות נמשכו לאורך רוב המאה ה-20, כאשר כלי הרכב החשמליים של החברה נבנו אך ורק מתוך עניין טכנולוגי. גם במהלך משברי הנפט הנ"ל, לא עלה על דעתו של איש שמכונית חשמלית יכולה להוות חלופה, ולמרות שהאלקטרוכימיה של תאי הליתיום הייתה ידועה, היא עדיין לא "נוקה". פריצת הדרך הגדולה הראשונה ביצירת מכונית חשמלית מודרנית יותר הייתה ה-GM EV1, יצירה הנדסית ייחודית של שנות ה-1990, שההיסטוריה שלה מתוארת יפה בחברת Who Killed the Electric Car.

אם נחזור לימינו אנו מגלים שסדרי העדיפויות כבר השתנו. המצב הנוכחי עם רכבים חשמליים של ב.מ.וו הוא אינדיקטור לתהליכים המהירים שמבעבעים בשטח, והכימיה הופכת לכוח המניע העיקרי בתהליך זה. אין עוד צורך לתכנן ולייצר מבני פחמן קלים לקיזוז משקל הסוללות. באחריותם של כימאים (אלקטרו) של חברות כמו סמסונג, LG Chem, CATL ואחרות, שמחלקות המו"פ שלהן מחפשות דרכים לעשות שימוש יעיל ביותר בתהליכי תאי ליתיום-יון. מכיוון שסוללות "גרפן" וגם "סוליד" מבטיחות הן למעשה גרסאות של ליתיום-יון. אבל בואו לא נקדים את עצמנו.

טסלה וכל השאר

לאחרונה, בראיון, ציין אילון מאסק שהוא יקבל שימוש נרחב בכלי רכב חשמליים, מה שאומר שהשליחות שלו כחלוץ להשפיע על אחרים הושלמה. זה נשמע אלטרואיסטי, אבל אני מאמין שכן. בהקשר זה, כל טענות לגבי יצירת רוצחי טסלה שונים או אמירות כגון "אנחנו טובים יותר מטסלה" הן חסרות משמעות ומיותרות. מה שהחברה הצליחה לעשות הוא שאין שני לו, ואלה עובדות - גם אם יותר ויותר יצרניות מתחילות להציע דגמים טובים יותר מטסלה.

יצרניות הרכב הגרמניות נמצאות על סף מהפכה חשמלית קטנה, אך היריבה הראויה הראשונה של טסלה נפלה על יגואר עם ה- I-Pace שלה, שהיא אחת המכוניות הבודדות (עדיין) הבנויות על פלטפורמה ייעודית. זה נובע במידה רבה מניסיונם של מהנדסים מיגואר / לנדרובר וחברת האם Tata בתחום טכנולוגיות עיבוד סגסוגת האלומיניום, כמו גם העובדה שרוב דגמי החברה הם כאלה, והייצור בסדרות נמוכות מאפשר לך לספוג המחיר הגבוה. ,

אל לנו לשכוח כי יצרנים סינים מפתחים מודלים חשמליים שתוכננו במיוחד, שממריצים על ידי הקלות מס, במדינה זו, אך אולי התרומה המשמעותית ביותר למכונית הפופולרית יותר תגיע מ"מכונית העם "של פולקסווגן.

כחלק ממהפך כולל של פילוסופיית החיים שלה והמרחק מבעיות דיזל, פולקסווגן מפתחת את התוכנית השאפתנית שלה המבוססת על מבנה גוף MEB, שתבוסס על עשרות דגמים בשנים הקרובות. לשם כך הם מגורה על ידי התקנים המחמירים של פליטת CO2021 באיחוד האירופי, המחייבים להפחית את כמות ה- CO2 הממוצעת בטווח של כל יצרן ל 95 גרם לקמ"ר עד 3,6. המשמעות היא צריכה ממוצעת של 4,1 ליטר סולר או XNUMX ליטר בנזין. עם הירידה בביקוש לרכבי דיזל והביקוש הגובר לדגמי רכב שטח, לא ניתן לעשות זאת ללא הצגת דגמים חשמליים, שאמנם אינם אפסים לחלוטין, אך מורידים משמעותית את הממוצע.