Προηγμένα κινητήρια συστατικά του αυτοκινήτου καθοδηγούν την καινοτομία στην απόδοση των οχημάτων

[Κοσμικό, Οκτώβριος 2023] -- Καθώς η παγκόσμια βιομηχανία αυτοκινήτων επιταχύνει τη μεταμόρφωσή της προς την ηλεκτροποίηση, την νοηματικοποίηση και την βιωσιμότητα, οι καταρρήξεις στην νέα γενιά της τεχνολογίας υπολογιστικού είναι καταστής ο πυρήνας για τη βελτίωση της απόδοσης του οχήματος. Από ελαφρά υλικά έως υψηλής ακρίβειας αισθητήρες, από αποδοτικά κινητήρες έως νοηματικά συστήματα χασίς, οι κατασκευαστές αυτοκινήτων και παραγωγοί επαναπροσδιορίζουν τα όρια της εμπειρίας οδήγησης μέσω καινοτομιών στα υπολογιστικά συστήματα.

Ελαφρύτητα και επανάσταση υλικών: διπλή αναβάθμιση στην απόδοση και την ενεργειακή αποτελεσματικότητα

Η ευρεία χρήση καρβονικών ολοκληρωμάτων, αλουμινιακών σπούδων υψηλής δυναμικότητας και μαγνήσιου σπούδων επιτρέπει σε οχήματα να μειώσουν το βάρος τους κατά 20%-30% ενώ διατηρούν τη δομική αραιότητα. Το πιο πρόσφατο αγγιαλό αθλητικό ηλεκτρικό αυτοκίνητο Taycan GT της Porsche χρησιμοποιεί ένα απλώς καρβονικό τροχιαμό, που μειώνει το βάρος του οχήματος κατά 15% σε σύγκριση με την προηγούμενη γενιά και αυξάνει την εύρεση του κατά 8%. Ενώστιξε, η σώματος του Tesla Cybertruck «υπερ-σκληρό 30X κρύο-κατεργασμένο αδάμαντο χάλυβα» λαμβάνει υπόψη και ελαφρύτητα και αντοχή σε κατάσταση από πυράμια μέσω καινοτομιών υλικών. Βιομηχανικές εκθέσεις δείχνουν ότι μέχρι το 2027, η αγορά ελαφρών υλικών θα υπερβεί τα 120 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ, με σύνθετο ετήσιο ρυθμό αύξησης 9,3%.

Εξέλιξη κινητήρων: η «αγωνιστική απόδοση» μεταξύ εσωτερικής καύσης και ηλεκτρικών κινητήρων

Στον τομέα των εσωτερικών καύσεων, το πιο νεό σύστημα άμεσης εισαγωγής καύσιμου βάρυτου υδρογόνου της Bosch αυξάνει τη θερμική απόδοση στο 44%. Συνδυασμένο με την τεχνολογία μεταβλητής γεωμετρίας τυρβίνων (VGT), το δυναμικό αποτέλεσμα των φορτηγών που εξοπλίζονται με αυτό το σύστημα αυξάνει κατά 18% και οι εκπομπές άνθρακα μειώνονται κατά 30%. Στον τρακτόριο ηλεκτροποίησης, οι μονάδες δυναμικών με καρβουριούχο άνθρακα (SiC) έχουν γίνει το επίκεντρο: Η BYD με το "e-platform 3.0" καταφέρνει να αυξήσει την απόδοση του μοτόρα στο 97,5% μέσω αντιστρόφων SiC, και με μια πλατφόρμα υψηλής τάσης 800V, επιτυγχάνει μια κατασκευαστική διαφορά 150 χιλιομέτρων απόστασης μετά από φόρτιση για 5 λεπτά. Επίσης, τα μετρητικά δεδομένα της ολικής μπαταρίας της Toyota δείχνουν ότι η ενεργειακή πυκνότητά της έχει φτάσει στο 2,5 φορές αυτή των παραδοσιακών λιθιεμιού μπαταριών, και ο προϊστορικός διαδικασίας μαζικής παραγωγής είναι δύο χρόνια πριν από το προγραμματισμένο.

Έξυπνο χασις και σύστημα wire control: αναδιαμόρφωση των ορίων ελέγχου

Το «σύστημα ελέγχου με καλωδία της επόμενης γενιάς» που κυκλοφόρησε η Continental ακυρώνει τη μηχανική σύνδεση, και το αναλογικό λόγο κατεύθυνσης μπορεί να συντονιστεί δυναμικά πραγματικού χρόνου. Συνδυασμένο με την ενεργή σοσσόρανση που σαρώνει το δρόμο 500 φορές ανά δευτερόλεπτο, το οχήμα μπορεί να αλλάζει με αδιάκοπη μετάβαση από την λειτουργία στροφών με την λειτουργία εύκολης κατάστασης. Το Mercedes-Benz AMG E με το ηλεκτρονικό περιοριστικό διαφορικό των hybrid supercar μπορεί να ολοκληρώσει τον ελέγχο τωρμών (torque vectoring) μέσα σε 10 χιλιοστά δευτερολέπτου, αυξάνοντας την ταχύτητα στις γύρες κατά 12%. Ειδικοί της βιομηχανίας επισήμαναν ότι η ωριμότητα της τεχνολογίας ελέγχου με καλωδία έχει ανοίξει τον δρόμο για το αυτόνομο οδηγία L4 - το Cadillac Celestiq 2024 έχει επιτύχει πλήρη υποστήριξη OTA αναβαθμίσεων για το υλικό του χασις.

«Αγώνας οπλών» μεταξύ αισθητών και υπολογιστικού υλικού

Το χίπ NVIDIA DRIVE Thor ενταξε την αυτόματη οδήγηση, την αλληλεπιδράση καταπέρας και τον έλεγχο οχήματος με υπολογιστική δύναμη 2.000 TOPS, και υποστηρίζει 18 κάμερες για την παράλληλη επεξεργασία βίντεο 8K. Ενώ το Mobileye EyeQ6 αυξάνει την ενεργειακή αποδοτικότητα τρεις φορές μέσω ενός διαδικασμού 5 νανομέτρων. Οι αναβαθμίσεις στο υλικό προωθούν άμεσα την υλοποίηση λειτουργιών: το σύστημα πολεοδομικού NGP του Xiaopeng G9 βασίζεται σε 12 υπερήχους ραδάρες, 5 ραδάρες μιλιμέτρων και διπλά λειτουργικά λιζάρδες, και ο καθυστερημένος χρόνος λήψης αποφάσεων υπό περίπλοκες συνθήκες οδικού ελέγχου μειώνεται κάτω από 80 χιλιοστά της δευτερόλεπτο. Το μερκατολογικό γραφείο Yole προβλέπει ότι η αγορά αυτοκινητιστικών LiDAR θα υπερβεί τα 6,2 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ το 2025.

Προοπτικές Βιομηχανίας

"Η καινοτομία στο υλικό εξοπλισμό διασπά τη παραδοσιακή οριακή απόδοση," είπε ο διευθυντής της τομέα μεταφορών της Roland Berger, μια παγκοσμίως γνωστή σύμβουλος εταιρεία. "Όταν η ηλεκτρική κίνηση με καρβάνιο κρηστάλλων, οι βαταρίες κρυοστατικού κράτους και η κεντρική αρχιτεκτονική υπολογισμού δημιουργούν τεχνολογική ανακρούση, τα επόμενα πέντε χρόνια θα βλέπουμε ηλεκτρικά αυτοκίνητα με επιτάχυνση 2 δευτερόλεπτα από 0 σε 100 χλμ/ώρα και αντίσταση πάνω από 1.000 χιλιόμετρα να γίνουν κυριαρχικά." Με την παρουσίαση πολλαπλών ιδεώδων αυτοκινήτων στο Διεθνές Αυτοκινητιστικό Εκσοδικό της Μονάχου και του CES, αυτή η επανάσταση απόδοσης που κινείται από το υλικό έχει μεταφερθεί από το εργαστήριο στην καταναλωτική αγορά, αναγράφοντας τις κανονιές των μετακινήσεων.