Magazin
Početna strana Magazin Tehnološka revolucija Budućnost automobila

Budućnost automobila


Pet tehnologija koje će oblikovati automobile budućnosti

Izveštavali i napisali Josh Dean, Seth Fletcher, Seth Porges And Lawrence Ulrich


1. Inteligentna kabina

Kada je JD Power objavio svoje godišnje istraživanje zadovoljstva kupaca, u junu, pitanje koje je nerviralo većinu američkih kupaca automobila nije bila buka od vetra, neadekvatno ubrzanje ili bilo šta drugo u vezi sa stvarnim procesom vožnje. Ono što je bilo nezadovoljavajući je prepoznavanje glasa.

Vozači sada očekuju da se u automobilima primene informaciono-tehnološke novine, a da proizvođači preurede iskustvo u vožnji u skladu sa tim. Do sada su automobilske kompanije imale problema u praćenju kompjuterskog napretka. Dok Apple izdaje novi iPhone na godišnjem nivou, General Motors bi trebalo da finalizira hardver i softver na upravljačkoj tabli godinama prije nego što automobil dođe do tržišta. Proizvođači bi uskoro mogli da ustupe veći deo razvoja softvera istim inženjerima koji pišu smartfon aplikacije. Danas možete povezati svoj ​​telefon sa automobilom pomoću USB kabla; softver u vozilu će učitati vašu muziku i kontakte. Uskoro, smartfon će da postane računar vašeg automobila, hostujući softver koji sada radi u aplikacijama na kontrolnoj tabli. Smartfon je "moćan, besplatan računar koji kupac donosi u auto", kaže David Bloom, inženjer u BMW Group Technology kancelariji. I to će napraviti kokpit - navigacioni ekran, senzori, glas koji će da vam kaže "sada skrenite levo" - isto tako prilagodljivim kao što lako prilagođavate i ažurirate smartfon danas.

Da bi sprečili da poplava digitalnih informacija postane smrtonosno odvlačenje pažnje, inženjeri su počeli da preispituju ​način na koji automobili komuniciraju sa svojim vozačima. Početkom godine, na primer, Audi je predstavio koncept za jedan sistem proširene realnosti koji projektuje informacije o terenu (tačke interesa, nazivi zgrada) na vetrobranskom staklu, preklapajući ga sa okolinom ispred.

Automobili mogu i da šalju podatke svojim vozačima pomoću taktilne povratne informacije. Cadillac XTS limuzina iz 2013. koristi vibrirajuće motore u sedištima da upozori vozače o opasnostima kao što je kretanja vozila kroz slepe tačke. Istraživači na Univerzitetu Karnegi Melon i u AT & T istraživačkim laboratorijama, su sarađivali oko dizajna prototipa volana koji koristi vibracije da prenese uputstva iz navigacijskog sistema. Kako se automobil približava krivini, 20 malih motora zujaće sve češće u smeru kazaljke na satu ili obrnuto, upozoravajući vozača u kom smeru treba da ide. Kevin Li, inženjer u AT & T koji je radio na prototipu, kaže da mozak "spaja zajedno" te diskretne vibracije, stvarajući iluziju kontinuirane linije kretanja. Inženjerski tim je bio u kontaktu sa proizvođačima automobila, i Li kaže da bi taktilni volan mogao da bude isporučen odmah.



POVRATNA PETLJA

Istraživači sa Univerziteta u Wisconsinu otkrili su da informacionii sistemi u automobilu čine da vozači budu skloniji greškama nego naprimer, samostalni MP3 plejeri, jer pažnja usmerena na vibrirajući volan, projekcije na vetrobranu i druge načini da dostavi podatke, smanjuju pažnju vozača na put.


2. Jeftina ugljenična vlakna

Pet puta jača od čelika, a sa samo dve trećine njegove težine, ugljenična vlakna ojačana plastikom (CFRP) su dve decenije bila materijal izbora za šasije trkačkih automobila. Ali ugljenična vlakna su uvek bila dugotrajna i naporna za proizvodnju, tako da nisu bila ekonomična za putnička vozila. Povećana efikasnost metoda proizvodnje su im oborila cene. Sledeće godine, BMW će početi prodaju svog ​​i3 električnog gradskog automobila, prvog automobila u masovnoj proizvodnji sa šasijom od ugljeničnih vlakana. Četiri sedišta i3 šasije, koju BMW naziva "Životni modul," teška su samo 120 kg, ili 50 posto manje nego kod čelične konstrukcije. (CFRP je 30 posto lakši od najnaprednijeg ekstrudiranog aluminijuma).

BMW je napravio zajedničko ulaganje, uloživši sa svoje strane 100 miliona dolara, sa fabrikom iz Vašingtona koja proizvodi ugljeniična vlakana u paketima od 50.000 vlakana, gde svako vlakno ima širinu jedne desetine ljudske dlake. Ti paketi su deblji od 6.000 snopova vlakana koji su se prethodno koristili u vazduhoplovnim i auto aplikacijama, tako da je manje njih potrebno utkati u tkanine od ugljeničnih vlakana koje podržavaju CFRP. U BMW-ovom procesu, radnici brodom prevoze pakete iz Vašingtona u Nemačku, gde se oni utkaju u tkaninu, a zatim se pod pritiskom tkanina impregnira sa tečnom plastikom. CFRP onda može biti oblikovan u strukturne komponente u procesu koji traje manje od 10 minuta, a ranije je trajao sat.

U i3 je šasija od ugljeničkih vlakana sačuvala je dovoljno težine da se pokrije masa teških automobilskih litijum jonskih baterija. U stvari, BMW inženjeri su uspeli da dođu do 160 km opsega vožnje koristeći manju, jeftiniju bateriju od konkurenata (21 kilovat sati u odnosu na Nissan Leaf gde je 24 kilovat sati). Do iduće godine, proizvođač automobila planira da počne proizvodnju više od milion strukturnih delova od ugljeničnih vlakana godišnje. Joerg Pohlman, direktor BMW-ovog Vašingtonskog poduhvata, kaže da, dok ugljenična vlakna i dalje koštaju više od aluminijuma, on je "apsolutno uveren" da BMW može smanjiti troškove da budu u rangu sa aluminijumom pošto krenu sa proizvodnjom automobila. "Videćete kompozitne strukture u normalnim putničkim automobilima za manje od 10 godina", kaže on. To je razvoj koji bi mogao napraviti automobile bržim, efikasnijim i otpornijim na sudar nego pre. -


ROBOTSKI KONVOJ

Među pitanjima na koja su inženjeri Sartre putno-železničkog projekta morali da odgovore bilo je i sledeće, kako bi automobil signalizirao da želi da se pridruži konvoju? Koliko bi automobil a trebalo da bude dozvoljeno u njemu? Da li bi konvoju trebalo da bude dozvoljeno da pretiče druga vozila?


3. Ultrakondenzatori

Vozite električni automobil polako po gradu, a punjenje koje ostaje u litium jonskoj bateriji će se smanjivati sa savršenom predvidljivošću. Ali, jako ubrzanje je pakao za baterije. Izađete na autoput, a preostali domet vožnje će da padne strmoglavo. Uparivanje baterije i ultrakondenzatora bi to moglo da popravi.

Za razliku od baterija, koje skladište energiju hemijski, ultrakondenzator održava punjenje u elektromagnetskom polju između dve elektrode presvučene poroznim aktivnim ugljem. To im omogućava da apsorbuju električnu energiju onoliko brzo koliko utičnica može da dodeli i da isprazne isto tako brzo. U automobilu, to se prevodi u brzo punjenje i snažno ubrzanje.

Trenutno, najbolji ultrakondenzatori drže samo oko pet posto energije u poređenju sa litijum jonskom baterijom iste veličine što nije dovoljno za napajanje električnog automobila, ali dovoljno za podršku. Proizvođači automobila poput Peugeota već vrše eksperimente sa ultrakondenzatorima za regenerativno kočenje i start-stop sistem, koji štede gorivo gašenjem motora na crvenom svetlu semafora pre ponovnog pokretanja onda kada vozač dotakne papučicu gasa. Sledeći logičan korak je dodavanje ultrakondenzatora električnim automobilima da obrađuju zadatke koji izazivaju prekomerno naprezanje baterija. Joel Schindall, profesor elektrotehnike na MIT-u, je istraživao načine za korišćenje nanocevčica za poboljšanje ultrakondenzatora. "Najbolje rešenje", kaže on, "je hibrid gde je baterija optimizovana za ukupno skladištenje energije, dok ultrakondenzator zadovoljava zahteve vršne snage tokom ubrzanja." Schindall i drugi naučnici rade na stvaranju ultrakondenzatora koji bi mogao da skladišti više energije poboljšanjem materijala elektroda na molekularnom nivou. Ako uspeju, ako bi ultrakondenzatori jednog dana mogli da imaju pristup nosivosti naelektrisanja kao litijum jonske baterije, to bi moglo da reši jedan od najvećih problema sa kojima se suočavaju električna vozila, sporo ponovno punjenje. Najbrže punjenje na brzoj stanici traje 30 minuta za punjenje prazne baterije. (više struje može da oštetiti elektrode.) Ultrakondenzator, s druge strane, može povući mnogo više punjenja za nekoliko minuta.


4. Komunikacija između automobila

Današnji vrhunski automobili mogu da isprave vaše upravljanje kada skrećete iz trake, automatski koče da bi vas sprečili da udarite u drugo vozilo, pa i da prepozna kada zadremate. Cadillac čak očekuje da uvede upravljanje bez korišćenja ruku u sledeće dve godine. Za mrežu autonomnog ili poluautonomnog rada automobila, međutim, vozila moraju da budu u mogućnosti da komuniciraju među sobom i reaguju jedno na drugo tj. Međusobno.

Tehnologija koja će im omogućiti da to urade uskoro bi mogla da bude spremna za proizvodnju. Jednog majskog popodneva, članovi istraživačkog projekta pod nazivom SARTRE, koji finansira Evropska unija, poslali su konvoj koji se sastoji od kamiona sa prikolicom za kojim su išla tri Volvo automobila na javnom autoputu u Španiji. Vozila među kojima je razmak bio oko 6 metara, putovala su zajedno brzinom od oko 80 km/h, a samo je kamion imao vozača.

SARTRE je u svom prvom stvarnom testu "putnog voza" - konvoj vozila koja autonomno idu za vozilom kojim upravlja čovek (najverovatnije kamion ili autobus) koje vozi profesionalni vozač. Prateći automobili mogu biti putnički automobili na dugom putovanju. Smanjenjem otpora vetra i održavanjem stalne brzine, takvi konvoji mogu da smanje  potrošnju goriva i emisiju izduvnih gasova za 20 posto. Takva vožnja može da bude i mnogo prijatnija. Pošto su u konvoju, objašnjava Eric Chan, glavni inženjer projekta, "vozači" tih automobila "mogu da se opuste i pročitaju knjigu."

Volvo automobili u Sartre testu detektuju markere na putu i druga vozila pomoću iste kamere i radara i senzora već dostupnih u proizvodnji vozila. Inženjeri su dodali prilagođeni softver za fuziju podataka prikupljenih sa tih senzora (i procesor da ga pokrene), kao i antene koje omogućavaju automobilima da komuniciraju putem Wi-Fi. Ali SARTRE inženjeri naglašavaju da su sve uključene tehnologije već dostupne krajnjem kupcu. U stvari, najveći preostali izazovi su pravni i psihološki. Regulatori će morati da promene saobraćajne propise zbog vozila bez vozača. Proizvođači automobila će morati da opreme vozila softverom potrebnim za spajanje putnih vozova. Konačno, vozači će morati da budu uvereni da je sistem siguran. (SARTRE inženjeri kažu da bi putni vozovi zapravo mogli da smanje smrtne slučajeve u saobraćaju). Ta tri koraka su dovoljno velika da putni vozovi realno neće biti raspoloživi još jednu deceniju.


5. Malecko unutrašnje sagorevanje

Ekonomski standardi za gorivo povećani su na prelaženje 24 km po litru (odnosno 4,1 litar na 100 km u mešovitoj gradskoj-vangradskoj vožnji) do 2025. godine. Takvi zahtevi primoravaju proizvođače automobila da dodaju turbopunjače i računarsko upravljanje direktim ubrizgavanjem čak i u manje motore kako bi iscedili i zadnji kilometar od litra goriva. BMW 328i iz 2012., na primer, ima igrađen turbo četvorocilindrični motor (prvi četvorocilindrični iz BMW-a od 1999.) koji je efikasniji i proizvodi više obrtnog momenta od šestocilindričnog koga je zamenio. Ford očekuje da će da stavi turbo motor sa tri cilindra u Fiestu u bliskoj budućnosti. Ali turbopunjač i direktno ubrizgavanje mogu učiniti samo toliko: da se približe trocifrenom broju pređenih milja po litru. Inženjeri će morati da temeljno preispitaju unutrašnje sagorevanje. Puno njih već je počelo sa tim.

Scuderi Grupa, firma u Masačusetsu, testira prototip motora koji ima odvojene klipove za kompresiju i snagu, pokrećući niz promena koje povećavaju kilometražu do 50 posto. U firmi EcoMotors iz Mičigena, usavršava se protiv-klip, za protiv-ciklus (OPOC) motora, u kom par klipova koji se kreću horizontalno dele komoru za sagorevanje. Dodata efikasnost mogla bi da gurne kompaktni automobil do 42 km/l. EcoMotors kaže da bi mogao imati takav ​​motor u proizvodnji za pet do sedam godina.



Preuzeto iz časopisa Popular Science Srbija popsci.rs

 
vrh strane