Первый в мире бензоэлектрический автомобиль Lohner Electric Chaise был создан Фердинандом Порше ещё в 1899 году. В годы XX века интерес к гибридам возобновился вследствие роста цен на топливо и ужесточения экологических норм.
Гибридная силовая установка сочетает двигатель внутреннего сгорания и электромотор, что обеспечивает меньший расход топлива и снижает токсичность выхлопных газов. Однако чем экономичнее гибридный автомобиль, тем более ёмкие аккумуляторы ему требуются и, следовательно, тем выше его цена.
В зависимости от того, какую роль в силовой установке играет электромотор, гибриды делятся на умеренные (mild hybrids) и полные (full hybrids). У первых электромотор служит помощником двигателю внутреннего сгорания, как, например, у хэтчбека Honda Insight.
Вторые способны проехать некоторое расстояние на одной электротяге, как Lexus RX 400h. Есть ещё якобы микрогибриды — придуманный маркетологами термин для рекламы системы start/stop. Но последняя по сути — генератор с расширенными функциями.
А мы говорим о схемах, где электродвигатели передают крутящий момент на колёса.
В 1997 году на японском рынке дебютировал первый гибрид — Toyota Prius (вверху). А в фирма Honda представила американцам свой Insight.
Последовательная гибридная схема
Существует также три основные схемы устройства гибридных силовых установок: последовательная, параллельная и смешанная. Последовательная гибридная схема появилась первой (её придумал в 1899 году сам Фердинанд Порше), но в легковых автомобилях распространена меньше.
По ней, например, построены силовые агрегаты карьерных самосвалов, некоторых автобусов и локомотивов. В последовательной схеме колёса приводит в движение электромотор, а малолитражный ДВС крутит генератор, вырабатывающий электроэнергию. Тут отсутствует необходимость в коробке передач и мощном двигателе внутреннего сгорания.
Зато требуются аккумуляторы, как правило, никель-металлогидридные, большой ёмкости.
Chevrolet Volt построен по последовательной схеме. Его ещё называют электромобилем с увеличенным запасом хода. На электротяге автомобиль делает бросок длиной 64 км. А при использовании вспомогательного турбомотора, заряжающего батареи, пробег на одной заправке может превышать 1024 км.
Параллельная гибридная схема
Самая распространённая сейчас схема — параллельная. Она запатентована ещё в 1905 году немцем Генри Пипером. Ей отвечают почти все умеренные гибриды. Они оснащаются мощным электромотором ( кВт), который помогает двигателю внутреннего сгорания при разгоне, а при торможении запасает рекуперативную энергию. В качестве трансмиссии, как правило, используются вариатор или планетарная передача.
Хондовская гибиридная силовая установка IMA (Integrated Motor Assist) — пример параллельной схемы: на коленчатом валу двигателя вместо маховика размещён компактный электромотор-генератор.
Один из последних образцов параллельной схемы — гибридная силовая установка седана BMW ActiveHybrid 7.
Параллельные гибриды могут быть не только умеренными, но и полными, как, например, Audi Duo (1998). Эта модель могла проехать 50 км только на электромоторе, приводящем в движение задние колёса.
Но компания Honda нашла возможным оснастить своё бензоэлектрическое купе шестиступенчатой «механикой». В качестве источника питания используются литиево-ионные или литиево-полимерные аккумуляторы.
Умеренные гибриды не требуют ёмких батарей на борту, благодаря чему доступны по цене.
Однако некоторые автопроизводители присматриваются к дорогущим суперконденсаторам, которые способны кратковременно отдавать ток очень высокой мощности.
Читать еще: Ремонт и установка стекол своими руками в теории
Последовательно-параллельная гибридная схема
Распространены также смешанные, или, как их ещё называют, последовательно-параллельные гибриды. Классические представители этого семейства — хэтчбек Toyota Prius и Лексусы с индексом h, оснащённые фирменным «синергитическим» приводом HSD (Hybrid Synergy Drive). Чтобы объяснить принцип его работы мы приводим ниже наглядную демонстрацию.
Благодаря планетарной передаче и возникает синергия — взаимодействие двигателя внутреннего сгорания и электромотора. Тут ДВС крутит колёса в паре с электромотором, одновременно вращая генератор. В традиционной коробке передач нет необходимости: электроника регулирует обороты моторов и генератора, превращая такую систему в бесступенчатую трансмиссию ECVT.
У BMW Active Hybrid X6 с бесступенчатой коробкой передач ECVT с несколькими планетарными рядами два электромотора. Один работает на малых скоростях. А другой запускает ДВС и затем служит генератором. Полноприводная трансмиссия xDrive сохранена.
- А вот у гибридного кроссовера Lexus RX 450h за привод на задние колёса отвечает дополнительный электромотор.
Новое поколение Тойоты Prius научилось бегать на одной электротяге, правда, недалеко — всего два километра. Кроме того, в компании работают над подзаряжаемой plug in версией гибрида с литиево-ионными батареями вместо никель-металлогидридных и увеличенным до 20 км пробегом на батареях.
Большинство двигателей, установленных на гибридах, — бензиновые. Многие работают по циклу Аткинсона с более коротким тактом сжатия и более эффективным рабочим процессом. Это обеспечивает лучшие экологические и экономические показатели.
Распространение, казалось бы, более экономичных дизельэлектрических силовых установок сдерживает прежде всего то, что большинство гибридов продаются в не знакомой с дизелем Америке.
Кроме того, дизельный мотор дороже бензинового, а это лишь увеличивает немалую цену гибрида.
Современный гибридный двигатель
10 сентября 2010
Что представляет собой автомобильная гибридная система сегодня? Современный гибридный двигатель существенно отличается от силовых систем, которыми комплектовались гибридные автомобили в прошлом.
Сохранив общий принцип взаимодействия двигателя внутреннего сгорания с приводом электромотор-генератор, они существенно снизили свой вес, а также стали более доступными по цене.
Конечно, не так как хотелось бы, но все же.
Первый официально зарегистрированный автомобиль с гибридным двигателем, был первоначально электромобилем. Легендарный конструктор Фердинанд Порше на рубеже 19-20 веков создал проект под названием Lohner-Porsche. Компактный электромотор, расположенный в ступице колес, питался током от генератора, энергию для которого вырабатывал бензиновый двигатель внутреннего сгорания.
Удивительно, но принцип работы современного гибридного двигателя мало чем отличается от аналогов того времени. Однако за это время производителям удалось оптимизировать связи, сделать батареи легче и эффективнее, а электромоторы мощнее. Это позволило использовать гибридные установки на современных легковых машинах.
Основные схемы гибридных двигателей
Последовательная схема гибридного двигателя. Малолитражный ДВС крутит генератор, заряжая батареи. Сам автомобиль приводит в движение электромотор. Редко применяется на легковых машинах, но похожий принцип используют локомотивы, карьерные самосвалы, автобусы.
Параллельная схема гибридного двигателя. Повсеместно используется на современных легковых автомобилях. В этом случае для движения можно использовать оба двигателя, как вместе, так и по отдельности. Условно такую схему можно поделить на три подтипа:
- Mild hybrid (Умеренный гибрид). В основном использует топливную силовую установку, а электромотор дает автомобилю дополнительную мощность. Основные плюсы такой схемы — облегченная конструкция и низкая цена. Здесь не требуются огромные аккумуляторы, потому что электрическая тяга не используется для самостоятельного движения.
- Full hybrid (Полный гибрид). В такой схеме электромотор и ДВС в гибридном двигателе используются в равной степени. Однако чаще для движения используется электродвигатель, а ДВС выступает в роли генератора, аккумулирующего энергию в батареях.
- Plug-in hybrid (Подключаемый гибрид) — это гибридный двигатель с возможностью подзарядки своих батарей от сети. Такая система сохраняет все преимущества электрического автомобиля, решая его один из самых главных недостатков — дальность пробега.
Читать еще: УАЗ Патриот или Нива Шевроле?
- Сегодня легковые гибридные автомобили в основном используют две японские технологии: Integrated Motor Assist от Honda и Hybrid Synergy Drive от Toyota.
Но все больше компаний развивают свои собственные технологии, позволяющие создать достаточно доступные и эффективные экологические автомобили. Например, современные гибридные двигатели Hybrid4, которые предлагает концерн PSA Peugeot Citroen, оборудуются дизельными ДВС.
Также автомобильный рынок в ближайшем будущем пополниться гибридами Mitsubishi и Kia, оснащенными собственными силовыми системами. И уже не за горами премьера русского серийного гибридного автомобиля, финансированием которого занимается Прохоров.
Honda Motor уходит от гибридов к экомобилям и беспилотникам
Российская линейка автомобилей Honda за последние пять лет существенно поредела.
Политика японского производителя привела к тому, что эксперты вслух заговорили о скором забвении знаменитых «японок» россиянами.
Но прощаться пока рано – через 3–5 лет (именно через это время отечественные водители должны начать пересаживаться на электромобили) Россия может вернуться к Honda, но уже в совсем другой комплектации.
Согласно новому стратегическому плану компании на ближайшее десятилетие, японский автогигант нацелился на смену сегмента. Выпустив несколько популярных в США и Китае гибридов, он пришел к выводу о перспективах рынка нового поколения. Только без «бензиновой нагрузки».
За восемь лет Honda представит миру сразу две эконовинки
Представительство Honda Motor Co. официально объявило о намерении покорять рынок экомобилей. До 2020 года компания планирует презентовать широкой публике сразу два новых концепта.
Разработкой первого электромобиля уже занимается специальная группа, сформированная еще под занавес 2016-го. Хотя база, внешность и технические характеристики этого проекта пока никому не известны, презентацию производитель уже анонсировал на осень 2017-го.
Предполагается, что первый концепт электрического автомобиля будет поставляться на все занятые брендом рынки. Но эксперты полагают, что основными «точками интереса» станут:
- американский сегмент, не устающий жаловаться на высокие цены Tesla (согласно ожиданиям, новая Honda будет минимум на 40% дешевле);
- Европа, все чаще переходящая на «зеленые технологии»;
- Китай – самый большой рынок экомобилей, стабильно удерживающий наивысшие темпы годовых продаж.
Шансы того, что после мировой презентации электрическая Honda появится в России, близки к нулю. В 2017-м японский производитель уже сократил линейку моделей для РФ, предпосылок для изменения такой ситуации нет – продажи присутствующих версий бренда продолжают падать.
Это интересно: Какие автомобильные сигналы можно устанавливать в машину
Новый NSX уходит на конкурентное поле Tesla
Что до второго концепта нового японского электромобиля, то его может воплотить следующее поколение суперкара Honda NSX. Машина будет усилена технологиями Acura SH-AWD EV – бронзового призера прошлогодней гонки в США (Колорадо Спрингс, трасса Пайс Пик).
Основа силовой установки Acura SH-AWD EV – система из четырех электродвигателей. Особенность технологии состоит в том, что на каждое колесо такая система позволяет устанавливать оптимальную тягу. Хотя для серийного автомобиля такая возможность не является решающей, Секино Есуке (глава инновационного отдела Honda Motor) уверен: спортивный характер нового NSX покорит любителей бренда.
Запас аккумулятора емкостью 70кВтч базового автомобиля Acura в 320 с небольшим км для нового поколения NSX предполагается немного расширить. Ожидаемые характеристики будущей новинки:
- разгон до 100 км за 2,5 секунды (быстрее, чем нынешний основной соперник Honda Porsche 918 Spyder);
- мощность мотора – до 1000 лошадиных сил при настраиваемом для каждого колеса в отдельности крутящем моменте 800Нм;
- максимальная скорость – в районе 307 км/час.
Презентована новинка будет не раньше 2023 года.
На автопилоте
Новая стратегия развития, которую сам производитель обозначил как Vision 2030 предполагает не только резкий переход на экологичные технологии автомобилей, но и разработку будущих поколений машин. Так, уже через три года Honda планирует одной из первых на мировом рынке наладить серийное производство полуавтоматических транспортных средств.
Автомастер — специалист по гибридам: «Типичные болезни — пробои высоковольтной изоляции и проблемы из-за недостатка „охлаждайки“»
Когда мы попросили автомастера вспомнить самые популярные жалобы клиентов — владельцев гибридов, он серьезно задумался. Неужели все эти Toyota Prius, Honda Civic, Lexus RX и другие не ломаются? Учитывая пробеги таксистов, облюбовавших экономичные Prius, в это сложно поверить.
По словам специалистов, японцы делали гибриды на совесть, нередко продавали модели ниже себестоимости — просто чтобы закрепиться на рынке и доказать конкурентам мощь своих передовых идей. Потому ресурс первых машин с неклассическими ДВС можно назвать весьма высоким.
Тем не менее автомастер, после минуты размышлений, все же вспомнил несколько типичных болезней, о которых следует знать как владельцам гибридов, так и потенциальным покупателям.
«К нам на станцию люди приезжают чаще всего перед покупкой — чтобы проверить состояние высоковольтной батареи, — говорит Андрей, специалист по ремонту электрической части гибридов. — Как это делается? Например, у Prius она состоит из 15 отдельных блоков.
Мы проверяем вольтаж на каждом. Разница между показателями напряжения не должна быть больше 3%. Тестируем блоки по парам: первый и второй, третий и четвертый. Такая процедура очень важна перед покупкой.
Если разница высока, значит, вскоре вся батарея придет в негодность. А стоит она не менее 1 тысячи долларов. Есть в Минске несколько сервисов, которые меняют по одному блоку, а не всю систему целиком.
Однако моя практика показывает, что нередко владельцы приезжают к нам через пару месяцев с той же бедой — вольтаж в замененном блоке падает».
Перед покупкой потенциальных владельцев гибридов интересует, не была ли машина бита. Это ключевой вопрос перед приобретением любого авто, но для моделей с ДВС и электродвигателем он актуален вдвойне. Тот же Prius укомплектован таким образом, что удар в переднюю левую часть может стать фатальным.
Там установлен блок предохранителей подкапотного пространства, инвертор, чуть дальше — блок PDM (управления всей информацией об авто). После удара в заднюю часть (где размещена батарея) гибрид может рассыпаться как карточный домик.
Во-первых, там расположен вентилятор охлаждения электрического блока, его поломка приведет к перегреву батареи, а в итоге — к потере той самой 1 тысячи долларов. Во-вторых, за нарушением герметичности следует попадание воды, а там — коррозия и пробой (утечка тока) в высоковольтной изоляции.
В итоге гибрид, у которого нет стартера, а его роль выполняет мотор-генератор, работающий от батареи, просто перестанет заводиться.
Кроме того, может сработать система безопасности: при утечке тока (например, из-за перегрева проводов) двигатель невозможно запустить. Если провода не изолированы, напряжение может пойти на кузов, а это чревато поражением током (мы говорим о цифре в 300 вольт).
Конечно, инженеры предусмотрели этот момент: при возникновении опасности авто просто обесточивается. Одна из клиенток Андрея поехала в Польшу и, опасаясь, что ее Lexus заглохнет из-за утечки тока за границей, после появления симптомов не глушила машину двое суток, даже ночью.
Когда вернулась, пришлось менять всю батарею в сборе.
Много проблем может вызвать охлаждающая система. Специалист советует почаще проверять уровень жидкости: «В гибридах предусмотрено два бачка: один для двигателя, другой — для электрической части.
Последняя „охлаждайка“ выполняет и функцию смазочного материала. Когда жидкость на исходе, может произойти заклинивание, пострадает инвертор.
Нередко из-за неисправности перепускного клапана системы охлаждения загорается лампочка Check».
Одно из самых частых обращений на СТО — по поводу «печки», которая перестает дуть горячим воздухом. Проблема опять-таки кроется в недостаточном уровне охлаждающей жидкости. Стоит долить 300 грамм — и все приходит в норму.
Привод компрессора системы кондиционера в гибридах подключен к электродвигателю напряжением 300 вольт, который питается от батареи. Следовательно, масло для кондиционера должно быть специальным, обладающим диэлектрическими свойствами.
Мастера при дозаправке нужно обязательно предупреждать.
Еще одно частое обращение автовладельцев — жалобы на показания на мониторе. Система в Prius работает следующим образом: если заряд батареи менее 20%, запускается ДВС, а один из мотор-генераторов выполняет роль генератора и заряжает батарею.
Когда заряд составляет более 50%, классический двигатель перестает работать и колеса крутит электрическая система. «Клиентам не нравится, когда, судя по черточкам на экране, электродвигатель запустился на 30%, а заглох на 60, — рассказывает автомастер.
— Но это не поломка, обращать внимание на такие вещи не стоит».
Еще нередко жалуются на расход: завод обещает для Prius потребление 5 литров на сотню (вне зависимости от манеры и режима езды).
У этой модели электромотор работает при движении на скорости до 40 км/ч. У других (например, Honda Civic) он включается, если нужна дополнительная мощность.
На мой взгляд, производители слукавили: по факту расход составляет 6—7 литров. Это тоже не связано с поломками.
Батарея находится в задней части машины, весит немало. Возникает логичный вопрос: не будут ли часто выходить из строя элементы задней подвески, тормозов? По словам Андрея, владельцы гибридных Toyota и Lexus приезжают на сервис из-за проблем со ступичными подшипниками на передних колесах. Но это беда всех моделей указанных японских марок.
В целом гибриды можно назвать весьма надежными автомобилями, не требующими частых ремонтов. Производители вложили в них больший ресурс, нежели в модели с классическим ДВС. Объяснение простое: компании хотели закрепиться на новом рынке, старались не ударить в грязь лицом. Потому после двух-трех лет гарантийной эксплуатации гибриды не начнут разваливаться без помощи извне.
Гарантия на гибриды — отдельная тема. Дилер предоставляет ее вплоть до 8 лет. Мастер привел недавний случай из практики: «На эвакуаторе привезли гибридный Lexus RX400h.
Девушка-владелица описала симптомы: ехала в горку, чуть ускорилась, и в этот момент что-то щелкнуло и машина заглохла. Больше не заводилась. На станции продиагностировали авто. Выяснили, что сгорела плата инвертора.
Это могло случиться из-за локального перегрева (неработающего насоса охлаждающей жидкости) транзисторов инвертора. Цена на плату заоблачная — 3,5 тысячи долларов. Девушка обратилась к дилеру, и сгоревшую деталь заменили по гарантии.
В Lexus знают о недостатках своих плат на гибридных моделях 2007—2008 годов выпуска: проблема в не совсем верном подборе элементов и нюансах ПО. Из-за этой поломки японцы вынуждены были даже отзывать машины».
Мы также побеседовали с директором станции, на которой работает Андрей, о будущем и настоящем гибридов в нашей стране и мире в целом. «Несмотря на надежность, экономность, экологичность, долгий ресурс, модели перестали быть популярными, — рассказал Михаил. — Их массово начали выпускать в 2009—2011 годах, они были интересны.
Сейчас же цены на бензин падают, и вопрос экономии перестал быть столь важным. Выпускались или продолжают выходить с конвейера гибридные BMW X6, Volkswagen Touareg, Audi A6, Porsche Cayenne, но они не пользуются популярностью в США или Европе.
Понятно, что владельцы таких авто вряд ли думают об экономии на расходе, но, как оказывается, они не считаются и с экологией — готовы заплатить больше эконалога, чтобы не переплачивать 20% за саму модель».
«В Беларусь тот же Prius ввозили в свое время из-за невысокой суммы „растаможки“ (объем ДВС — 1,5 литра) и красивых цифр расхода, — говорит о родном рынке директор станции. — Сейчас же рынок заполнили „бюджетники“, на гибриды никто не смотрит. Пока у нас не будет жестких экологических требований, гибриды, как и электрокары, не получат распространения».
Перепечатка текста и фотографий Onliner.by запрещена без разрешения редакции. nak@onliner.by
Зачем в 2020 году нужны десятки тысяч беспилотников, на которых нельзя ездить — Транспорт на vc.ru
Мнение менеджера по продукту vc.ru.
Через несколько месяцев почти миллион беспилотных Tesla начнут работать как роботакси. В это же время 20 тысяч автономных Jaguar i-Pace, созданных вместе с Waymo, подразделением Google, станут доступны для поездок всем пользователям. Тем временем в Европе Daimler вслед за General Motors приступит к серийному выпуску коммерческих самоуправляемых автомобилей.
Это лишь несколько примеров обещаний, данных автопроизводителями и ИТ-компаниями за последние несколько лет. К 2020 году почти все крупнейшие игроки планировали выпустить на дороги свои беспилотные автомобили, но за месяц до нового года мало что предвещает предстоящую революцию.
Обилие подобных заявлений уже дискредитировало любые разговоры о скором и неизбежном появлении беспилотника на улицах. Сложно без скепсиса относиться к заявлениям компаний вроде Waymo, которые утверждают, что во время следующего заказа такси на вызов может приехать беспилотник.
Одна из важных проблем новой индустрии — недосказанность и неразбериха в терминах. Например, в случае с Tesla. Компания пообещала до конца 2019 года выпустить обновление, которое сделает проданные автомобили «полностью беспилотными».
Согласно релизу Tesla, её электромобили смогут самостоятельно передвигаться в городе, используя уже установленные в машине датчики и камеры. Они научатся распознавать сигналы светофора, реагировать на дорожные знаки, проезжать перекрестки и решать более сложные задачи, чем движение и перестроение на автострадах.
При этом компания уточняет, что обновлённая система по-прежнему будет требовать от водителя постоянного контроля за её работой.
То есть в популярной шкале уровней автономности Tesla хочет приблизиться только к третьему уровню — к «условной автономности». Он подразумевает, что автомобиль следит за обстановкой с помощью сенсоров и двигается самостоятельно, но под постоянным контролем водителя, сидящего за рулём.
Business Insider
В широком же понимании под беспилотником подразумевается автомобиль пятого уровня автономности, когда машина вообще не требует внимания человека. В ней даже нет педалей газа и тормоза и руля. В автомобиле система контролирует все задачи, связанные с движением, в том числе и сопутствующие, например пробки.
Вызываешь автомобиль через приложение, садишься в него, располагаясь на удобном диване в большом и просторном салоне, во время движения работаешь за планшетом, смотришь фильм или читаешь книгу: примерно так представляешь себе поездку в машине, когда речь заходит о беспилотнике.
К сожалению, в 2019 году такие автомобили существуют только в виде концептов, собранных в единичных экземплярах. Нечто похожее на Volvo 360с или BMW iNext.
В салоне 360с нет руля и педалей. Вместо кресел — диван, трансформирующийся в кровать. Вместо приборной панели и подлокотников — телевизор и столик.
Volvo 360c
В концепте BMW салон по своей компоновке всё еще напоминает традиционные автомобили, но в нём есть исчезающий за приборной панелью руль, столик, диван и откидывающийся подголовник, чтобы с удобством общаться с пассажирами на заднем ряду.
BMW iNext
А ещё эти концепты могут проехать всего пару метров по стенду выставки или демонстрационного павильона. Кроме корпуса и небольшого электродвигателя, которым можно управлять вручную через пульт управления, в этих машинах ничего нет.
К концу 2019 года нет никаких предпосылок, что за несколько месяцев инженеры смогут внедрить в концепты все датчики, камеры и процессоры, необходимые для работы беспилотников, протестировать и наладить их серийное производство. Поэтому в 2020 году мы вряд ли прокатимся на автомобиле пятого уровня автономности без педалей и водителя
Пропасть между заявлениями компаний и ожиданиями общественности заставляет аналитиков впадать в другую крайность: предполагать, что беспилотное будущее появится совсем не скоро.
Технологический журналист Бет Киндиг считает, что автономные автомобили не появятся в ближайшие годы по нескольким причинам: отсутствие хорошей инфраструктуры для связи, в частности 5G, и высокая стоимость автономных автомобилей.
Однако не всё так плохо, как описывает аналитик, и оба утверждения к концу 2019 года можно оспорить. Во-первых, собранные образцы беспилотных автомобилей уже умеют работать в текущей инфраструктуре, без 5G и GPS. Алгоритмы большинства современных автономных машин опираются в первую очередь на данные с камер, сенсоров, лидаров и заранее скачанных карт.
Так работает беспилотник «Яндекс.Такси», которому не требуется постоянная связь с облаком для передвижения по городу. Все вычисления производятся непосредственно в автомобиле.
На своём подмосковном полигоне компании тестирует условия, при которых машина вовсе теряет сигнал в тоннеле или получает некорректные данные о GPS.
Во-вторых, с каждым годом составляющие, необходимые для работы беспилотника, становятся дешевле. Хороший пример: динамика стоимости одного из наиболее дорогих сенсоров — лидара. Он представляет собой быстро вращающийся лазер. На сегодняшний день это один из самых точных инструментов для измерения расстояния до окружающих объектов.
Ещё несколько лет назад его стоимость доходила до $75 тысяч. Однако в 2019 году появились лидары за $1000. Одновременно инженеры работают над другими компоновками сенсора. BMW делает ставку на твердотельные лидары, в которых не так много движущихся элементов, что повышает надёжность (теоретически) и удешевляет производство.
Лидар на крыше беспилотного автомобиля «Яндекс.Такси» Твёрдотельный лидар BMW
Даже если сравнить нынешние затраты на оборудование для автономного перемещения с затратами на водителей такси, они окажутся сопоставимыми. Содержание водителей, которые управляют одной машиной в таксопарках, в среднем оценивается на сумму около $30 тысяч в год. При этом единоразовая установка оборудования для беспилотного автомобиля обойдётся в $50 тысяч.
Если скорректировать описание пятого уровня автономности — убрать из него обязательное отсутствие педалей и руля и разрешить создавать беспилотные автомобили на базе серийных машин, перспектива появления роботакси в ближайшие несколько лет не кажется такой уж фантастической.
Более того, автомобили, подходящие по такое описание, уже есть. Они ездят по дорогам России, США, Китая. Они тестовые, в них пока сидит водитель за рулём, и встретить такие машины можно чаще на одних и тех же маршрутах. Однако они уже полностью управляются алгоритмами и служат рабочими прототипами будущих моделей.
Чего же тогда не хватает сейчас, чтобы в 2020 году беспилотный, не тестовый автомобиль можно было вызвать через приложение и поехать на нём на работу или домой? В первую очередь, данных.
Беспилотные автомобили могут двигаться самостоятельно благодаря анализу огромного объёма информации.
С одной стороны, они опираются на точнейшие карты улиц, на которых нанесены все знаки, светофоры, разметка, тротуары, расстояния между объектами и прочее.
С другой — алгоритмы создаются и обучаются на основе огромного массива размеченных данных: как и при каких условиях машина должна реагировать на возникшую ситуацию.
Чем больше данных собрано и проанализировано, тем увереннее ведёт себя машина на дороге. С этой точки зрения наиболее важный показатель, за которым нужно следить в ближайшие годы, — количество километров, пройденных беспилотниками.
Именно для сбора данных компании строят полигоны и выпускают обещанные тысячи тестовых беспилотников на улицы городов для проверки работы текущих алгоритмов и создания новых.
Конечно, если бы все компании объединились, вероятно, в 2019 году уже была бы, к примеру, создана точнейшая карта крупных городов мира. Вряд ли это произойдёт в обозримом будущем. У каждого автопроизводителя и разработчика свой формат данных, свой подход к их сбору, анализу и разметке.
2020 год станет гонкой за данными. Для этих целей компании планируют выпустить тысячи беспилотников на городские улицы. Большинство этих машин пока не рассчитано на перевозку пассажиров, зато они в разы ускорят сбор данных и тестирование алгоритмов.
Второй существенный барьер, который мешает повседневному использованию беспилотного автомобиля в 2020 году, — юридический.
Женевская конвенция, один из основных международных договоров по организации дорожного движения, всё еще требует от любого автомобиля, участвующего в дорожном движении, наличия человека за рулём.
Основным игрокам пока только предстоит согласовать с властями требования для работы беспилотных машин и решить большой объём правовых вопросов. По прогнозам J'son & Partners, их удастся решить не ранее 2023 года.
Беспилотный автомобиль на базе Tesla
Третий барьер, на мой взгляд, самый важный — как технологии автономного управлениям воспринимаются будущими пользователями. Ежегодный опрос Американской автомобильной ассоциации показал, что американцы по-прежнему не готовы к переходу на беспилотные автомобили.
Для популяризации беспилотника у людей должно выработаться полное доверие к алгоритмам и измениться отношение к владению автомобилем. Ведь беспилотник должен вытеснить не только существующие такси, но и личные машины.
Справиться с последней задачей помогают каршеринг и сервисы, предоставляющие автомобили по подписке. Они уже плавно изменяют отношение людей к владению автомобилем и взаимодействию с ним.
В 2019 году не обязательно покупать автомобиль, чтобы самостоятельно на нём передвигаться: можно за пару минут зарегистрироваться в приложении.
Такой же привычный сценарий, скорее всего, будет и с беспилотными автомобилями. Через сервис, напоминающий гибрид каршеринга и такси, пользователи смогут «заказывать» машину к подъезду и ехать в ней самостоятельно.
С появлением тысяч тестовых беспилотников на дорогах удастся развить и доверие к технологии. Чем больше автономных машин случайно будет встречаться на улице, тем привычнее и прозрачнее они станут для людей. Когда-то мы доверимся роботам окончательно и отпустим руль. Но никак не в 2020 году.
Хотя приятно было бы ошибиться.
Понаехали: гибриды вытесняют бензиновый транспорт :: Общество :: РБК
Интерес производителей к машинам с гибридными силовыми установками вновь начал расти в 60-70-х гг. XX века. Главных причин было две: ухудшающаяся экологическая обстановка в мегаполисах и растущие цены на нефть. Подстегнул развитие этого направления мировой нефтяной кризис 1973г.
, когда цены на черное золото из-за нефтяного эмбарго стран ОАПЕК (Организация арабских стран — экспортеров нефти) выросли с 3 до 12 долл. за баррель. Автомобильные гиганты, такие как General Motors, Daimler-Benz, Volkswagen, в поисках выхода из ситуации вновь обратили взоры на гибридные машины.
Американский концерн начал выпуск модели GM 512, а немцы – автобуса OE 302. Но до массового производства дело так и не дошло. Все попытки автоконцернов потеснить классические машины с ДВС в конечном счете провалились.
Некоторые европейские автопроизводители переключились на разработку и выпуск электрокаров или переход на дизельный двигатель.
Первым по-настоящему серийным гибридом, завоевавшим любовь автовладельцев по всему миру, стала Toyota Prius, появившаяся на рынке в 1997г. Только за первый год производства было продано более 25 тыс. этих машин, а в первом квартале 2012г.
гибридная Prius вошла в тройку самых продаваемых автомобилей в мире (было продано 247 тыс. машин), уступив лишь Toyota Corolla (300 тыс. машин) и Ford Focus (277 тыс. машин).
Всего же за пятнадцать лет японскому автопроизводителю удалось реализовать более 4 млн автомобилей Toyota и Lexus с гибридными двигателями.
Чудо техники или игрушки для богатых мальчиков?
В Японии в прошлом году доля гибридов составила 17% от всех проданных в стране легковых автомобилей, в США гибридомобили занимают около 2% рынка, в Европе и РФ – менее 1%. Отметим, что российский рынок гибридных автомобилей только формируется.
Продажи машин с комбинированной энергоустановкой (КЭУ) в России не отметили еще своего 10-летия. За 2011г. на отечественном рынке было продано всего чуть более 3 тыс. таких машин.
Для сравнения, в прошлом году в РФ было реализовано в общей сложности 2,5 млн легковых и легких коммерческих автомобилей.
В России автомобили-гибриды по большей части представлены в премиум-сегменте. Например, новая Toyota Prius обойдется минимум в 1,2 млн руб., а за новый Lexus RX 450h придется выложить 3 млн руб. В то же время цена бензинового Ford Focus 3 начинается от 600 тыс. руб. Что называется, почувствуйте разницу.
По мнению гендиректора Академии автомобильных технологий Павла Клюкина, гибридный автомобиль для России пока «не очень понятен и не очень нужен».
«Наиболее известными гибридами, которые официально продаются на отечественном рынке, являются автомобили Toyota, Lexus, Mercedes, BMW и Porsche.
Продажи идут тяжело, и покупают их в основном те, кому интересно все новое и кто хочет выделиться», — говорит эксперт.
Преимущества гибридных машин, такие как экономия топлива, увеличение мощности за счет сложения энергии ДВС и электромотора, малошумность и экологичность, нивелируются единственным существенным недостатком: дороговизной самих машин и их обслуживания (ремонта).
По словам директора научного центра «Экологическая безопасность и устойчивое развитие транспорта» НИИ транспорта Юлия Кунина, пока большинство автовладельцев в России предпочитают покупать надежные и недорогие машины.
«Автомобили с гибридными силовыми установками, действительно, позволяют экономить 10-15% топлива в городском цикле, да и КПД двигателя у них выше, чем у классических машин с бензиновым двигателем. Но при этом гибриды более прихотливы в обслуживании. А рынок техобслуживания в России – это отдельная тема», — отмечает Ю.
Кунин, добавляя, что сам бы пока не рискнул купить гибридный автомобиль. В ближайшие годы российские автомобилисты внимательно будут присматриваться к гибридным машинам. Рынок этих автомобилей вряд ли вырастет выше 2-3%, считает он.
Единственным выходом из данной ситуации было бы разработать свой автомобиль с гибридным двигателем, тем самым снизив стоимость машины. Но и здесь не все гладко.
Развитию отечественных гибридных автомобилей (так же, как и электромобилей) мешает отсутствие развитой инфраструктуры и базовых компонентов, в частности мощных аккумуляторов.
Помимо этого, отмечает заместитель гендиректора Центрального научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института (НАМИ) Анатолий Эйдинов, в стране нет программ по созданию базовых компонентов для гибридных машин и электромобилей.
Также в России, по его словам, отсутствуют госпрограммы по развитию экологического внутригородского транспорта. «Научно-технических и производственных сил на основных заводах достаточно, но, к сожалению, тот же АВТОВАЗ при создании электромобиля Ellada был вынужден закупать необходимые компоненты силового электропривода за рубежом», — поясняет эксперт.
При этом перспектива разработки легкового гибридного автомобиля для приобретения частными лицами пока экономически не обоснована, считает П.Клюкин.
«Гибрид примерно в 1,5 раза дороже своего «одноклассника» с традиционным двигателем, а с появлением в последние год-два суперэкономичных дизельных моторов, вообще сложно говорить о какой-либо существенной экономии топлива», — отмечает он.
По мнению эксперта, в процесс «привыкания» автомобилистов к гибридам должно вмешаться государство. «Если будут введены государственные меры стимулирования спроса, как во всем мире, перспективы будут лучше», — утверждает П.Клюкин.
Не мытьем, так катаньем
В США, Европе и на родине первого массового гибридомобиля — Японии — продажи экологичных машин, действительно, стимулируются сверху. В соответствии с так называемой зеленой налоговой программой владельцы гибридных машин в Лондоне освобождены от ежегодной налоговой пошлины в 2 тыс. фунтов.
Аналогичные налоговые послабления действуют в некоторых крупных городах Ирландии, Норвегии, Швейцарии и Испании, позволяя хозяевам этих автомобилей экономить до 2,5 тыс. евро каждый год. В США налоговые льготы доходят до 4,5 тыс. долл. (здесь речь идет о разовом платеже), а в Японии – до 1,5 тыс.
долл.
Впрочем, правительства ведущих мировых держав прививают любовь к «зеленому» транспорту не только пряником, но и кнутом. Для автопроизводителей постоянно ужесточаются экологические требования и ставятся конкретные сроки, к которым нужно перейти на очередной экологический стандарт, как, например, в Европе. С 2009г.
в странах ЕС действует стандарт Евро-5, значительно ужесточивший по сравнению с Евро-4 и Евро-3 требования к выбросам вредных веществ. «К 2020г. планируется снижение выбросов CO2 до 95 г на каждый км пути, а к 2015г. переход на Евро-6 (нормы выбросов углекислого газа – менее 130 г/км. – Примеч. ред.)», — отмечает А.
Эйдинов.
«Во всех развитых странах существуют программы стимулирования спроса: от прямых дотаций и льгот до разрешения на проезд по выделенным полосам и парковку», — добавляет П.Клюкин. Данные меры, по его словам, в скором времени принесут весьма ощутимый эффект. По прогнозам аналитиков, доля продаж «зеленых» автомобилей в мире к 2020г. достигнет 20%, отмечает эксперт.
В России, где пока жители мегаполисов не падают в обморок от вдыхаемых токсинов, а нефть держится на уровне 100 долл. за баррель, массовое появление гибридных легковых автомобилей на дорогах маловероятно. Да и требования по экологии у нас куда более лояльны: РФ уже не первый год не может «пересесть» с Евро-3 на Евро-4.
Эко-транспорт для мегаполисов
Аналитики сходятся в том, что все большее количество «зеленых» автомобилей – это мировой тренд. О большом будущем гибридных автомобилей и электромобилей говорит и тот факт, что все ведущие мировые автоконцерны имеют наработки в этой области.
Вместе с тем, по словам экспертов, в РФ следует прежде всего развивать экологичный городской транспорт. Полуэлектрические автомобили идеальны для движения в пробках.
Поэтому логичнее всего оснащать гибридными двигателями общественный транспорт, который сможет экономить топливо и меньше коптить небо.
«Именно такой транспорт должен быть внедрен в крупных городах: автобусы с комбинированной энергоустановкой, электробусы, грузовые автомобили с КЭУ, легкий коммерческий транспорт с гибридными двигателями», — утверждает А.Эйдинов.
Похоже, эту точку зрения разделяют и в российском правительстве. Недавно Минпромторг объявил тендер на производство автомобилей с гибридными двигателями. По условиям конкурса, сразу несколько типов машин, оснащенных электрогазовым двигателем, должны быть разработаны и пройти тестовые испытания уже к 2014г.
Ведомство планирует потратить 1,5 млрд руб. на то, чтобы в России появились экологичные грузовики, автобусы и городской малогабаритный автомобиль класса «В». Еще столько же в проект должно быть привлечено частных инвестиций. Итого выходит сумма в 3 млрд руб. (почти 100 млн долл.).
Городскую гибридную малолитражку оснастят четырехтактным двигателем, способным разгонять машину до 160 км/ч. Грузовые гибридомобили будут предназначаться для перевозки «городских коммунальных грузов».
Помимо этого на улицах российских городов, по задумке ведомства Дениса Мантурова, должны появиться экоавтобусы, имеющие 25 посадочных мест и вмещающие до 110 пассажиров, способные разгоняться до 70 км/ч.
Все машины должны соответствовать стандарту Евро-6.
Газовый блицкриг
Заметим, что Минпромторг делает ставку именно на гибридные газовые, а не бензиновые двигатели.
«Речь идет не о переоборудовании бензиновых двигателей внутреннего сгорания на работу на газе, а о создании специальных максимально оптимизированных для работы на метане ДВС», — поясняют заказчики.
В Минпромторге подчеркивают, что энергоэффективность и экологическая чистота новых гибридных двигателей «превзойдет дизельные моторы».
Сыграло в данном случае свою роль существенное падение объемов экспорта российского газа в текущем году или чиновники поняли, что нефть рано или поздно закончится? Кто знает! «С точки зрения энергетической безопасности это оправданно. Разведанных запасов газа больше, чем нефти. Кроме того, газ по своим свойствам ближе к возобновляемым энергоресурсам», — рассуждает по этому поводу Ю.Кунин.
Круг потенциальных участников конкурса из отечественных предприятий не слишком велик. Это, прежде всего, крупнейшие автопроизводители, такие как АВТОВАЗ, ГАЗ и КамАЗ.
На КамАЗе подтвердили, что намерены принять участие в конкурсе. По словам представителя предприятия, сейчас готовится конкурсная документация в соответствии с требованиями Минпромторга. Ведутся разработки гибридных силовых установок и на другом российском автогиганте – АВТОВАЗе.
Однако в Тольятти считают, что обсуждать тему гибридных двигателей «будет иметь смысл после 2015г.».
«Для нашего предприятия в настоящий момент приоритетным направлением является укрепление своих позиций в сегменте автомобилей эконом-класса, оснащенных двигателями внутреннего сгорания», — отметили в АВТОВАЗе.
На КамАЗе придерживаются иного мнения, поддерживая не только идею развития гибридных грузовых автомобилей, но и машин с газовыми двигателями.
«Будущее автотранспорта — в применении альтернативных видов топлива, в первую очередь из-за экономической целесообразности, поскольку метан дешевле бензина в 3-3,5 раза, а пропан – в 2-2,5 раза», — поясняют на предприятии.
В прошлом году на КамАЗе был разработан и изготовлен опытный образец пассажирского автобуса с гибридным двигателем на шасси КамАЗ – 5297Н. Кто знает, возможно, именно он будет доработан и запущен в серийное в производство благодаря программе Минпромторга и станет первым массовым российским экоавтобусом.
Александр Волобуев, РБК