За рулем будущего: инновации, меняющие мир электромобилей

Еще совсем недавно аккумуляторы для электромобилей были тяжелыми, громоздкими, дорогими и ограниченными по запасу хода. Никель-кадмиевые и свинцово-кислотные батареи, доминирующие в прошлом, не могли обеспечить практичность и доступность электротранспорта.

Но сегодня, благодаря бурному развитию технологий, мы наблюдаем настоящий прорыв в области аккумуляторов. Литий-ионные батареи стали сердцем современных электромобилей. Они легче, компактнее, мощнее, обеспечивают значительно больший запас хода. Литий-ионные батареи вошли в массовое потребление в 1991 году. Их стали применять не только в электромобилях, но и в телефонах, ноутбуках и беспроводной бытовой технике. Популярность они завоевали благодаря своей эффективности и длительному сроку службы.

В начале 2024 года две крупные китайские компании заявили о планируемом снижении цен на батареи для электромобилей на 50%. Это компания CATL и FinDreams – дочернее предприятие BYD. Основной причиной такого шага стала растущая конкуренция на рынке, в условиях которой компании вынуждены не только снижать цены, но и постоянно совершенствовать свои технологии, чтобы предложить потребителям более привлекательные варианты.

Одним из факторов, позволяющих снизить цену на батареи стала разработка технологии, позволяющей не использовать в изготовлении батарей кобальт – дорогой элемент, при добыче которого в африканских странах используется детский труд. Вместо кобальта в таких батареях используется более доступный фосфат железа. Среди плюсов данных батарей можно отметить их более долгий срок службы. Однако, данный вид батарей менее эффективен в сравнении с традиционными, имеющими кобальт в составе.

Помимо отказа от кобальта идет активная работа по совершенствованию твердотельных аккумуляторов. Компания Toyota работает над увеличением запаса хода и сокращением времени зарядки у таких батарей. Твердотельные батареи – технология будущего, которая обещает ошеломляющие возможности. Отсутствие жидкого электролита повышает безопасность, увеличивает плотность энергии и уменьшает время зарядки.

Компании автопроизводители продолжают активно инвестировать в разработку более совершенных батарей. Идет работа по увеличению их емкости и эффективности, снижению их цены и увеличению срока их службы. Разнообразие предложений на рынке позволяет автовладельцам подобрать оптимальный вариант для своих запросов и потребностей.

Рост конкуренции в данной области стимулирует компании к постоянному совершенствованию своей продукции и снижению цен.

Системы помощи водителю (ADAS) и автопилот – технологии, которые меняют представление об управлении автомобилем. Как они работают?

Системы автономного вождения используют различные датчики, камеры и программное обеспечение, чтобы «видеть» окружающую среду и помогать водителю в управлении автомобилем. Данные системы позволяют:

• Предупредить водителя о потенциальной опасности, например, о приближающемся пешеходе, велосипедисте или автомобиле.
• Помочь водителю в удержании автомобиля в полосе движения или перестроении.
• Оптимизировать торможение и предотвратить столкновение.
• Парковать автомобиль без участия водителя.
• Регулировать скорость в зависимости от дорожной обстановки.

Кроме того, последние разработки позволяют автопилоту осуществлять управление автомобилем самостоятельно. Если раньше от водителя требовалось держать руки на руле, то сейчас в этом нет необходимости. Современные системы, такие как Super Cruise компании General Motors, позволяют водителям отпускать руль на протяженных участках автомагистралей. В случаях, когда человеку необходимо вернутся к управлению автомобилем, автопилот об этом оповестит.

Также к недавно открывшимся возможностям автопилота можно отнести способность автомобиля проезжать небольшое расстояние без водителя. Это может быть полезно, например, для выезда автомобиля с узкого парковочного места или заезда в гараж.

Система автономного вождения безусловно способствует повышению безопасности дорожного движения, так как она способна реагировать на аварийные ситуации быстрее, чем человек. Также к ее плюсам можно отнести снижение утомляемости водителя и высокий уровень комфорта в поездках. Безусловно, полноценное функционирование систем автономного вождения невозможно без создания развитой инфраструктуры. Для ее функционирования в первую очередь необходимы точные цифровые карты, по которым она будет ориентироваться. Кроме того, необходимо соответствующее программное обеспечение.

В данный момент автономное вождение – стремительно развивающаяся отрасль, в которую постоянно инвестируют автопроизводители. Благодаря этому идет работа над совершенствованием данных систем.

Основной целью, преследуемой разработчиками, является усовершенствование технологий автопилота:

• разработка более точных и многофункциональных датчиков, таких как лидары, радары и камеры,
• улучшение ПО, позволяющего управлять всеми системами автомобиля.

На специальных полигонах проводятся испытания технологий автопилота, а полученные данные позволяют их совершенствовать.

Благодаря постоянному тестированию и совершенствованию, а также инвестициям в отрасль, автономные системы вождения становятся все более доступными для потребителей.

К инновациям в сфере электромобилей следует также отнести внедрение высококачественных и инновационных материалов и умных технологий.

В последние годы активно практикуется использование композита в составе кузовов для электромобилей. Композитный материал – углеродное волокно и стеклопластик – обладает рядом уникальных качеств, позволяющих добиться следующих преимуществ для электромобилей:

• снижения веса: легкий вес материала позволяет снизить вес автомобиля, что в свою очередь приводит к увеличению запаса хода и улучшению его динамических характеристик;
• прочности и жесткости: высокая прочность композита и его превосходная жесткость повышают безопасность электромобилей;
• свободы дизайна: композиты можно формировать в сложные формы, невозможные при использовании традиционных материалов;
• устойчивости к коррозии: композиты не подвержены коррозии, что увеличивает срок службы кузова авто и снижает расходы на его обслуживание.

Композитные материалы уже используются в производстве таких электромобилей, как Tesla, BMW и Chevrolet.

Еще одним примером использования инновационных материалов в производстве электромобилей является Tesla Cybertruck. Это пикап, кузов которого изготовлен из сверхтвердой стали: такой же материал применяется при изготовлении ракет SpaceX. Кроме того, автомобиль оснащен экзоскелетом из нержавеющей стали. Кузов, изготовленный таким образом, не нуждается в покраске и обладает повышенной прочностью.

Рассмотрим пример внедрения ИИ в жизнь автолюбителей на примере компании NIO и ее голосового помощника NOMI. NOMI – небольшой шарообразный робот с милыми глазами, расположенный на приборной панели автомобиля. Он способен распознавать голосовые команды и осуществлять управление мультимедийной системой автомобиля, а также навигацией, климат-контролем и персональными настройками авто. ИИ способен распознать лицо водителя и персонализировать настройки автомобиля в соответствии с его предпочтениями. В случае, если датчики определят у водителя признаки усталости, ИИ не даст ему уснуть за рулем и подаст предупреждающий сигнал.

Стоит отметить, что пока данная функция доступна не на всех языках, но технологии внедрения ИИ в повседневную жизнь стремительно развиваются, и, возможно, не за горами то время, когда, сев в свой электромобиль, вы сможете поболтать с ним.

Электромобильная индустрия развивается стремительными темпами. Мы наблюдаем постоянное совершенствование характеристик и внедрение новых технологий, таких как системы автономного вождения и искусственного интеллекта. Благодаря этому популярность электромобилей растет с каждым годом.