Perché la maggior parte delle auto a guida automatica saranno elettriche

Anonim

Dato che il nostro panorama dei trasporti urbani sarà automatizzato nel prossimo decennio, potrebbe innescare una rivoluzione delle auto elettriche.

Dedica abbastanza tempo a questi primi veicoli a guida autonoma e noti che quasi tutti sono ibridi o veicoli elettrici puri. Includono la Fusion automatizzata di Ford, gli ibridi Fusion similmente equipaggiati che Uber sta schierando a Pittsburgh, le auto di Google che sorvolano la penisola della California settentrionale, i Bulloni Chevrolet testati a San Francisco e la periferia di Phoenix.

Oggi ibridi, plug-in e circuiti elettrici puri sono un pezzo marginale del mercato statunitense, che rappresenta uno scarso 2, 8% di tutti i nuovi veicoli venduti negli Stati Uniti nei primi otto mesi del 2016, secondo hybridcars.com.

Ma da un decennio a partire da ora, le auto elettriche si rivolgeranno molto al di là della base evangelizzatrice che si nutre di alberi, che abbracciano gli alberi e che li ha sostenuti fino ad oggi. Potresti non possederne uno, ma tu avrai cavalcato in loro. Il cambiamento non sarà istantaneo, ma sarà costante.

Allora, perché il nostro futuro autonomo sarà probabilmente elettrico?

Innanzitutto sono i motivi normativi, vale a dire i requisiti di chilometraggio del gas. Poi ci sono ragioni di ingegneria: i veicoli elettrici sono più facili da guidare per i computer. E, naturalmente, i servizi di ride ride aumenteranno sempre più la percentuale delle miglia giornaliere guidate, e sarà più facile, più economico e più sicuro ricaricare un'automobile senza pilota che ricaricarla.

"Uno dei maggiori cambiamenti riguarderà la crescente differenza nel costo di proprietà tra i motori elettrici e quelli a combustione interna", ha dichiarato il CEO di Ford Mark Fields la scorsa settimana, ripetendo l'impegno della sua azienda a spendere 4, 5 miliardi di dollari per introdurre 13 nuove targhette elettriche entro il 2020.

Negli ultimi dieci anni è in corso una sorta di competizione tra Silicon Valley e Detroit per i talenti dell'ingegneria e della programmazione informatica necessari per creare la prossima generazione di veicoli intelligenti, connessi e alla fine auto-guidanti.

Le due parti dovranno probabilmente collaborare - attraverso fusioni e acquisizioni o partnership strategiche - e le auto elettriche saranno la piattaforma.

Gli standard aziendali relativi al risparmio medio di carburante (CAFE) delle autorità federali variano a seconda del mix di camion, SUV e autovetture vendute da un produttore, ma per raggiungere gli obiettivi sarà necessaria una parte considerevole di veicoli elettrificati.

E poi ci sono le ragioni ingegneristiche.

"Ci sono molti meno pezzi mobili in un veicolo elettrico: ci sono tre componenti principali: la batteria, l'inverter e il motore elettrico", ha dichiarato Levi Tillemann-Dick, managing partner di Valence Strategic a Washington, DC, e autore di " The Great Race: The Global Quest for the Car of the Future. " "Un motore a combustione interna contiene 2000 piccoli pezzi che devono essere mantenuti lubrificati e si rompono ogni tanto".

Un'auto elettrica ha bisogno di più intelligenza elettrica per gestire la visione, la guida e la tecnologia di mappatura ed elaborare il volume sempre crescente di codifica software.

La maggior parte di questi veicoli sarà inizialmente dispiegata in ambienti urbani densi - si pensi alla dimostrazione di Uber a Pittsburgh. Quasi certamente saranno in vigore severe linee guida sulle emissioni. I veicoli elettrici non hanno emissioni.

Glen DeVos, vice presidente del reparto ingegneria di Delphi Automotive, ha affermato che la maggior parte degli ibridi e dei veicoli elettrici sono configurati per sistemi drive-by-wire, steering-by-wire, brake-by-wire, che strutturalmente sono compatibili con la guida automatizzata. La tecnologia by-wire sostituisce i tradizionali sistemi di controllo meccanico con sistemi di controllo elettronici. Questa flessibilità espande il numero di opzioni per il design del veicolo. L'eliminazione dei collegamenti meccanici può ridurre il peso.

Un altro fattore è che i veicoli automatizzati per i servizi di ride ride saranno utilizzati più intensamente - fino al 40% circa di un giorno di 24 ore, stime Tillemann-Dick, rispetto a meno del 5% per i veicoli di proprietà privata che passano la maggior parte del giorno in un vialetto o parcheggio o ponte. Se le gamme di veicoli elettrici attuali come il Chevrolet Bolt sono già 238 miglia, probabilmente aumenteranno nel momento in cui questi veicoli soddisfano le norme di sicurezza e vengono dispiegate in grandi quantità.

Delphi sta lavorando a un programma pilota per introdurre una piccola flotta di auto completamente automatizzate che integreranno il sistema di transito di Singapore in modo che le persone possano arrivare dalla stazione del treno o della metropolitana alla loro casa, ufficio o altra destinazione.

Nel più immediato termine, i fornitori, tra cui Delphi e Continental, stanno introducendo sistemi "mild-hybrid" da 48 volt in auto diesel e a gas di proprietà privata, inizialmente in Europa e in Cina.

Secondo Mary Gustanski, un altro vicepresidente di ingegneria di Delphi, questi sistemi possono offrire fino al 25% di efficienza in termini di consumo di carburante nelle auto a combustione interna, senza il costo e la complessità dei propulsori full hybrid.

Al di là del risparmio di carburante e delle emissioni, i veicoli autonomi dovranno essere estremamente resistenti.

La DeVos di Delphi stima che i veicoli delle flotte di mobilità su richiesta potrebbero viaggiare tra 70.000 e 80.000 miglia all'anno, quattro o cinque volte tra 12.000 e 15.000 miglia la maggior parte delle coperture di veicoli privati ​​in un anno medio. Con questo intenso uso, gli operatori della flotta probabilmente dovranno sostituirli ogni tre o quattro anni.

I veicoli a guida autonoma molto probabilmente popoleranno le aree urbane in primo luogo, dove è più probabile che le stazioni di ricarica saltino fuori prima a causa della densità di popolazione urbana.

Questo non accadrà durante la notte. La disponibilità di stazioni di ricarica è ancora inadeguata al di fuori della California e nelle tasche lungo la costa orientale.

Secondo ChargePoint, che gestisce la più grande rete di ricarica EV al mondo, ci sono circa 30.600 stazioni di ricarica pubbliche negli Stati Uniti. Il Centro Dati Combustibili alternativi del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti elenca 35.825.

Per prospettiva, la National Association of Convenience Stores riporta che il numero di stazioni di servizio negli Stati Uniti è sceso da 202.800 nel 1994 a circa 150.000 nel 2015, ma ognuna ha tra le sei e le 16 pompe.

I campi hanno detto giovedì che i veicoli autonomi potrebbero rappresentare il 20% delle vendite di nuovi veicoli negli Stati Uniti entro il 2030 e uno su 10 miglia percorse in auto entro il 2025.

Supponendo un fatturato di 15 milioni - le vendite del 2015 sono state 17, 5 milioni - che si traducono in 3 milioni di unità. A quel volume, il costo delle batterie, attualmente tra $ 150 e $ 200 per kilowattora, può diminuire in modo significativo.

Per illustrare, il capo dello sviluppo prodotti di GM, Mark Reuss, ha dichiarato che ogni cella della batteria sul bullone costa circa $ 145 per kWh. La capacità elettrica di Bolt è di 60 kWh, quindi la batteria da sola costa circa $ 8.700, ovvero circa un quarto del prezzo al dettaglio suggerito dalla vettura.

Ford stima di poter fornire un sistema di batterie agli ioni di litio a 120 $ per kWH entro il 2020 e portarlo a 85 $ entro il 2030. Ciò rappresenterebbe un costo inferiore del 40% per un sistema con capacità pari a Bolt.

Mentre crescono le aziende di Uber, Lyft e di altri viaggiatori, improvvisamente il costo di possedere, alimentare e mantenere questi veicoli sarà inferiore al costo di pagare i conducenti e di alimentare i veicoli con il gas. Ad esempio, oggi un autista di Uber medio guadagna circa $ 40.000 all'anno dopo che la società prende la commissione dalle sue entrate tariffarie, secondo www.idrivewithuber.com/.

Se la società potrebbe acquistare un veicolo elettrico automatizzato per circa $ 30.000, Tillemann-Dick stima che il costo per miglio potrebbe essere ridotto fino all'80% in quanto il costo dell'elettricità sarebbe circa la metà di dove la benzina è oggi tra $ 2, 20 e $ 2, 40. per gallone.

Ricorda, queste auto guideranno più ore al giorno della maggior parte dei conducenti umani.