Uudised

Kuidas edasi?

Uurime sõsarajakirja Autocar abiga, kuidas muutuvad ülesanded ja võimalused mõjutavad seda, kuidas me lähitulevikus autosid ehitame, ostame ja kasutame.
Revolutsioonilisi muutusi pole niipea oodata, ent seepärast ei tasu kohe etteheitvalt autotootjate suunas vaadata, sest mitmed kitsaskohad on kinni ka aeglaselt muutuvas seadusandluses.
Lähitulevikus võib eeldada enamat koostööd erinevate autovalmistajate vahel ning leppida tuleb ka sellega, et hoiatuspiiksude arv on samuti tõusuteel.

Mida 5G meile annab?

Mobiilside I põlvkond (1G, analoogtehnikas) käivitus 90. aastatel, seejärel tegi digitaaltehnikat kasutav 2G võimalikuks tekstisõnumite saatmise, 3G andis internetis surfamise ja 4G tegi selle kiiremaks. Ei ole siis keeruline näha, kuhu liigub maailm 5G (viienda põlvkonna) tulekuga.

Autoehitajad pingutavad hullusti, et kiiremat võrku enda vajadusteks ära kasutada (5G jaoks vajalik riistvara on näiteks Volkswageni uude platvormi MEB EV juba sisse ehitatud). Samuti tegutsevad allhankijad nagu Harman, kes arendab sõidukite infojagamismeetodeid läbi „tarkade linnade” juhtimiskeskuste, et teatada õnnetustest ja jagada reaalajas tarvilikku liiklusinfot.

Harman töötab ka „foorioptimeeritud kiirusenõuandja” (Traffic Light Optimised Speed Advisory) kallal, mis soovitab juhile sobivat kiirust rohelises laines püsimiseks, ning keelavate fooritulede ja ajutiste kitsenduste eest hoiatavat süsteemi (Signal Violation and Advance Signage Assistance). Peale selle ennustab Harman meelelahutussüsteemide arengut, mis võimaldab autos videovoo vaatamist (tagaistmel, iseenesest mõista!) ja arvutimängude reaalajas mängimist.

Uurimisfirma Gartner ennustab 2020. aastaks 60 miljonit „võrgutatud” autot ning nende arvu kasvu 220 miljonini nelja järgneva aasta jooksul. 5G annab kuni tuhat korda kiirema ühenduse kui 4G.

Targad rehvid

Rehvitootjad tulevad mõnikord välja üsna veidrate ideedega, kuid üks mõte, millega rehvitööstus üsna järjekindlalt tegeleb, on "tarkade" rehvide loomine, mis teataksid oma seisundist ja kulumisastmest.

Falken on välja käinud „targa rehvi” kontseptsiooni, mille nimi, nagu arvata võite, on Smart Tire. Rehvi turvises kasutatakse nn. „vedelat farneseenkummi” (Liquid Farnesene Rubber, LFR), mis tõstab märgatavalt rehvi kasulikku eluiga. Ettevõte ütleb, et uue rehvi haardevõime jääb märjal teel muutumatuks 20 000 kilomeetri jooksul ja kulumiskindlus on kasvanud koguni 51 %. Peale selle uurib Active Tread (aktiivturvis) teetingimusi ning suudab tuvastada niiskust ja madalat temperatuuri, lastes turvisel tingimustega kohaneda.

Goodyeari 2017. aastal näidatud nutirehvi prototüüp aga on ette nähtud jagama autofirmade juhtidele andmeid kulumise, temperatuuri ja rõhu kohta. Kuid palju laiemat kasutust võiks leida rehvide suhtlemine isesõitva auto juhtimissüsteemiga, teavitades viimast haardeteguri muutumisest reaalajas.

Ka Continental katsetab tarku rehve ja sisseehitatud andureid. Juhid kipuvad sageli rehvide tähtsust alahindama, mistõttu peab uus tehnika parandama haardevõimet, vähendama rehvide kulumist ja suurendama turvalisust.

Nutikas laadimine pikendab akuplokkide eluiga

Müncheni tehnikaülikooli teadlased on loonud uue kavala laboratoorse testimeetodi, mis võiks võimaldada praegu elektriautodel ainuvalitsevate liitium-ioonakude laadimist kiirendada.

Aeglast laadimist hästi taluvad liitium-ioonakud võivad viga saada, kui neid korduvalt laadida liiga kiiresti. Põhjus on metalse liitiumi ladestumine aku grafiitanoodile. Korduval liialt kiirel laadimisel metallikiht kasvab, aku mahutavus väheneb ja auto sõiduulatus kahaneb. Seepärast laevadki avalikud laadijad praegu akusid kiirrežiimil (tugeva vooluga) kuni 80-protsendilise täitumiseni ja lülituvad seejärel märksa aeglasemasse laadimisrežiimi.

Akut pärast selle pakkimist akupatarei metallkesta enam uurida ei saa, mistõttu ehitasid Müncheni uurijad enesele selle „läbipaistva” mudeli. Elektroni paramagnetresonantsspektroskoopia (EPR) abil said nad täpselt uurida, kuidas metallikile tekkimine toimub. Enne selle meetodi kasutamist ei saanud protsessi reaalajas uurida. Teadlased loodavad, et nende töö tulemusena saab täpselt ennustada metallikihi tekkimist ja vähendada kiirlaadimisel praegu kasutatavaid ohutuspiire. Mis omakorda tähendaks, et akusid saaks laadida palju kiiremini kui praegu.

Simulaatorid aitavad täiustada „elektroonilisi abimehi“

Nende olukordade hulk, millega kriitilise tähtsusega juhiabi nagu näiteks iseseisev hädapidurdussüsteem, peab oskama toime tulla, on tohutu. Tegelikult ei ole mitte üksnes võimalik koostada ja katsetada kõik stsenaariume, sest kõike võimalikku on raske ettegi kujutada. Ja aega ka ei ole. Ansible Motion, mille keerukaid simulaatoreid kasutab mitu suuremat autotootjat, leiab, et sellisele „õpetamisele” kuluks harilike võtetega umbes 100 aastat.

Uusimad simulaatorid aga kergendavad olukorda, olles võimelised väga lühikese ajaga läbi uurima väga suurt olukordade hulka, tehes seda reaalajast kiiremini ning surudes mainitud 100 aastat kokku mõneks kuuks.

See peaks meile andma võimekamad ja usaldusväärsemad juhiabisüsteemid.

Vesinik uuesti päevakorral

Naftat põletavatele mootoritele jätkusuutliku alternatiivi leidmise võidujooksus on elektriautod tubli edumaa saavutanud. Seda võis ka oodata: akude laadimine on suhteliselt tuttav protseduur ja elektrivõrk on peaaegu kõikjal olemas (kuigi avalike laadijatega ei ole veel sugugi priisata).

Kuid aastatuhandevahetuse paiku pinna rataste alt kaotanud vesinik-kütuseelemente kasutavad sõidukid (FCEV) võivad võistlusse naasta. Mõjukas organisatsioon California Fuel Cell Partnership (CaFCP) avaldas 2017. aastal programmi „2030 Vision”, milles kirjeldatakse kava tuua 2030. aastaks tänavatele miljon vesinikuautot, mis saaksid liikumapaneva jõu tuhandest strateegiliselt paigutatud vesinikutanklast. Kütuseelemendid sobivad hästi ka raskete sõidukite käitamiseks (32-tonnist veoautot ei ole mõistlik akudelt käitada). Juba praegu toimetatakse vesinikku tanklatesse poolhaagisega veoautodel, kusjuures haagis jäetakse tanklasse.

CaFCP ütleb, et nende plaan vähendab bensiini ja diislikütuse tarbimist 263 miljoni liitri võrra. Lämmastikuoksiidide õhkupaiskamine väheneks 3,9 miljonit tonni. Ennustus rajaneb praegu osariigis olemasoleval taastuvenergia segul, millest 33 % moodustab taastuv vesinik, mille kasutamine peaks kahandama kasvuhoonegaaside õhkupaiskamist 2,7 miljoni tonni võrra.

Plaani toetavad ka osariigi võimud. 2018. aasta jaanuaris anti välja korraldus osariigi asutuste ja eraettevõtjate koostöö alustamiseks, mis tooks Kalifornia teedele 2030. aastaks viis miljonit nullsaastega sõidukit. Samuti nähakse ette USA vesinikutanklate arvu kasvatamist 2025. aastaks praeguselt 35-lt 200-le.

Vesinikku kui kütust mõõdetakse massi, mitte mahu järgi; 1 kg vesinikku sisaldab umbes sama palju energiat kui 3 liitrit bensiini. Vesiniku-kütuseelementide kasutegur on umbes kaks korda kõrgem kui automootoritel, mistõttu nende otsene võrdlemine võib tekitada segadust. USA keskkonnakaitseagentuur (Environmental Protection Agency, EPA) on seepärast kasutusele võtnud kütusekulu bensiiniekvivalendi (MPGe, gasoline equivalent fuel consumption).

Näiteks 2017. aasta Honda Clarity FCV kütusekulu bensiiniekvivalent on 80 miili galloni kohta (kasutatakse inglise gallonit) ehk umbes 3,5 l/100 km. CaFCP eeldab, et vesiniku kilogrammi hind (umbes 10 euro) kahaneb aastaks 2025. pea poole võrra. See tähendaks, et Honda Clarity FCV kütusele kuluks ligikaudu sama palju raha, kui sama suure bensiinimootoriga auto kütusele.

Projekti raames on firma Ricardo Strategic Consulting põhjalikult uurinud, kui palju vesinik kütusena maksma hakkaks, ning järeldanud, et Kalifornia sarnases vesinikautode tiheda „asustusega” piirkonnas peaks vesiniku hind 2030. aastaks tugevalt langema. Praegu teenindavad 35 vesinikutanklat ligi viit tuhandet autot.

See aga tähendab, et vesinikujaamad töötavad ainult poole koormusega, mis tähendab, et neid ei ole praegu kasulik rajada ega pidada, samuti on vesinik üsna kallis. Kuid miljoni vesinikuauto olemasolul töötaks 5000 vesinikutanklat 90-protsendilise koormusega, samuti peaks kasvav nõudlus langetama vesiniku kilogrammi hinna Kalifornias umbes 2,8 euroni. Vesinikuautode peamine eelis on see, et need eritavad üksnes vett ja soojust, nende tankimine on umbes sama lihtne kui praegustel gaasiautodel ja toimub sama kiiresti. Ajalugu näitab, et Kalifornia uuendused autode ja keskkonnakaitse kallal (näiteks etüleeritud bensiini keelustamine ja katalüsaatorite paigaldamise nõue) kipuvad mõne aja jooksul levima üle maailma, nii et selle piirkonna tegemisi tasub jälgida.

Pehmed hübriidid levivad laiemalt

Kui esialgu turustati hübriidajamiga sõidukeid kui midagi erilist, omaette mudelinime all, siis lähiajal jõuab see ilmselt massidesse, sest konkurentsis püsimiseks tuleb kõik sisepõlemismootoriga autod varem või hiljem „hübridiseerida".

Tegelikult see juba käibki: näiteks uue Range Rover Evoque’i kõik automaatkäigukastiga versioonid on 48-voldist elektrisüsteemi kasutavad pehmed hübriidid (MHEV, mild-hybrid electric vehicle).

Täishübriidid ja laetavad hübriidid on kallimad, sest neil on elektrimootor ja generaator ehitatud kokku sisepõlemismootori ja käigukastiga, mis teeb auto kallimaks ja raskemaks. Selline lahendus võimaldab küll lühemate vahemaade puhtelektrilist läbimist, kuid ei pruugi anda kõigile võimalust energia taaskasutusega sõiduki soetamiseks. Olukorda 48-voldine hübriiditehnika, mis hakkab üha laiemalt levima.

Pehmeks hübriidiks saab tavalise auto muuta, asendades starteri ja generaatori võimsa, rihmülekandega käitatava mootorgeneraatoriga. Sellisel autol on ka üsna väike 48 V tööpingega aku, mis ühelt poolt käitab mootorgeneraatorit ja teiselt poolt suudab salvestada sellest saadud elektrienergiat. Alles jääb muidugi tavaline 12-voldine elektrisüsteem, mis toidab kõiki teisi tarbijaid. Oodatakse ka 48 V pingel töötavate tarvitite ilmumist – üheks näiteks võiksid olla kasvõi ülikiiresti töötavad klaasisoojendid. Pehmete hübriidide ehituskivid – 48 V akud ja mootorgeneraatorid – on tootmiseks valmis, mistõttu võib lähitulevikus oodata selliste autode levimist aina odavamatesse autoklassidesse.

Autonoomsus areneb edasi

Autocar on paljusid huvitavaid prototüüpe saanud proovida enne nende tootmisse jõudmist – mõned vajavad selleks lausa seadusemuudatusi. Ere näide on siinkohal „iseparkimine", kus auto puldist saadud käsu peale pargib end, ilma et juht rooli taga peaks istuma. Nii BMW 5. kui 7. seeria autod oskavad seda, kuid Suurbritannias tuli muuta selleks seadust, et „bemmid” võiksid avalikel teedel ilma juhita manööverdada. Mis kinnitab seadusandjate valmisolekut kõrvaldada isejuhtivate autode eest juriidilised tõkked nii kiiresti kui võimalik. (Nojah, punase lipu seadus kehtiski seal kõigest 35 aastat – Toimetuse märkus).

Sisepõlemismootor on surnud? Kas tõesti?

Kuigi alternatiivsete jõuallikate reklaamimise taustal võib seda olla raske uskuda, pole sisepõlemismootori päevad veel kaugeltki loetud. Tõsi, viimase kümne aasta jooksul on vabalthingavate mootorite asemele enamasti astunud turbolaaduriga järeltulijad.

Sisepõlemismootorite peamine häda on selles, et need pole kuigi ökonoomsed, muundades bensiinis või diislikütuses sisalduvast energiast mehaaniliseks umbes ühe kolmandiku. Miniaturiseerimine (downsizing) ja ülelaadimise kasutamine tõstab kasutegurit, ja vana hea USA kõnekäänd „kuuptolle saab asendada vaid suurema hulga kuuptollidega” hakkab pisitasa unustusse vajuma. Mis ütleb bensiinisõltlastele: nautige vabalthingavaid kaheksa-, kümne- ja kaheteistsilindrilisi nii kaua kui saate, sest kauaks neid enam ei ole.

Väikesed ülelaadimisega sisepõlemismootorid jäävad aga meiega veel üsna pikaks ajaks, sest praegu ei ole neid millegagi asendada. Automootorid on muutunud tõelisteks tehnikaimedeks, kus kasutatakse kõikvõimalikke säästunippe: klappide elektrohüdraulilist ajamit, nukkvõlli faaside muutmist, muudetava geomeetriaga turbolaadureid, mootoriplokki ehitatud väljalaskekollektorit, elektrooniliselt juhitavat õlipumpa, ainult aeglustamisel sisselülitatavat generaatorit ning soojusrežiimi parandavaid „tarka” veepumpa ja jahutussärki. Ja muidugi bensiini otsepritset silindritesse.

Volkswageni grupi diisliskandaali järel puhkenud nõiajaht on käivitanud üsna laialdase diislivastasuse, hoolimata uuest kütusekulu määramise WLTP-meetodist, mis varasemast usaldusväärsemalt ütleb, mis ained otto- ja diiselmootorite summutitest väljuvad. Kuid lähem uurimine näitab, et viimased WLTP-meetodil mõõdetud diiselmootorid töötavad mõnestki vanemast ottomootorist hoopis puhtamalt. Praegu on ka raske ette kujutada, kuidas suuremad linnamaasturid diislita hakkama saaksid, sest hübriidide ökonoomsus kipub kiirteedel vägisi kaduma. Niisiis on diiselmootori tulevik järgmine jälgimist vääriv ala.

Koostöö on kõigile kasulik

Ühena viimastest avalikustas oma uue autoplatvormi prantsuse kontsern PSA, kuhu praegu kuuluvad Citroën, DS, Opel/Vauxhall ja Peugeot. Firma „mitmeenergialine” üldine moodulplatvorm (Common Modular Platform, CMP) ja selle elektrisõidukitele määratud teisend eCMP tehti avalikuks möödunud aasta lõpus, vaid mõni päev enne Volkswageni ainult elektriautodele mõeldud platvormi MEB väljakuulutamist.

Moodulplatvorm on tänase päeva võlusõna ja pilet tulevikku, sest võimaldab lihtsustada tootmist, muuta mitmesuguste versioonide loomist kergemaks ja vähendada tootmiskulusid.

Kuid kes sellest kasu saab? Kas ka tarbija või ainult tootja?

Õige vastus on: mõlemad. Autotootja tegevus muutub kasumlikumaks ja sellega ka stabiilsemaks, tarbijad aga saavad võimekama, tehniliselt täiuslikuma toote ning teoreetiliselt ka rohkem „värki” sama raha eest. Moodulplatvorm sarnaneb veidi standardtükke kasutavale konstruktorile, nagu näiteks Lego. Samu komponente omavahel erinevalt kombineerides saab ehitada erinevaid asju.

Sõiduki arhitektuur, näiteks Jaguari-Land Roveri kergsulameid kasutav D7a, on pisut teine asi. Platvorm on modulaarne veermik, millele saab „istutada” erineva arhitektuuriga sõidukeid. See tähendab, et arhitektuur „töötab” laiemalt, jagades küll olemasolevaid komponente, kuid lubades suuremaid erinevusi, näiteks sama mudeli suuremat versiooni. See võimaldab luua nii suuri kui väikesi autosid, alustades linnamaasturitest (nagu F-Pace ja Velar) väiksemate sedaanideni (nagu XE).

Miks peaksime meie huvituma sellest, mis pleki all peidus? Moodularhitektuuri ja –platvormide kasutamine tundub sageli kergema vastupanu teed minekuna, sest teeb kõik autod välimuselt ja sõiduomadustelt ühesugusteks. Kuid see on parem võimalus konstrueerida ja ehitada häid, töökindlaid autosid, ilma iga kord otsast alustamata. Ja ehk me ei panegi tähele, et neil kõigil on esitelje ja pedaalide kinnituspunkti vahekaugus võrdne.

Hologrammid hakkavad teie eest ka nuppudele vajutama

On üsna koomiline, et auto funktsioonide juhtimise lihtsustamiseks mõeldud tehnika teeb selle kasutamise keerulisemaks, kuid puuteekraanide autodesse tungimisega läks just niimoodi.

Tõsi, 90. aastatel kasvas autodes mugavus- ja muude funktsioonide arv päevadega ning armatuurlauale ilmus terve meri tillukesi nuppe, milles oli raske orienteeruda ja mida oli sõites raske tabada. Siis pani nutitelefonide levik disainerid (ja raamatupidajad) arvama, et nüüd ongi õige lahendus käes.

Puuteekraanide suurim puudus on see, et need ei anna mingit haptilist (puutetundlikku ;)) tagasisidet. Autojuht ei tunne, mida tema sõrmeots parajasti vajutab, mis tähendab, et ta peab pilgu teelt ekraanile pöörama. Nupud on aga sõrmedega tajutavad. Näiteks Hyundai kütuseelementidel töötavas sõidukis Nexo on need suured ja õnnestunud kujundusega, igaüks pisut erikujuline, nii et kasutaja saab ruttu selgeks ka nende pimesi vajutamise.

Autotootjad aga puuteekraanideta enam ei saa, mistõttu on sellealase tehnika tarnijad Continental AG ja Bosch pakkunud välja üht-teist uut. Puuteekraani projektil Continental 3D Haptic on juhtkanalid, mis aitavad kasutaja sõrme õigesse kohta nihutada, samuti kviteerib ekraan „nupuvajutust” vibratsiooniga (mis on näiteks Lexusel juba kasutusel).

Teised arendajad lähevad veel kaugemale, võttes appi liitreaalsuse (reaalsele maailmale projitseeritud virtuaalreaalsuse, meenutagem Pokemone). Volkswagen on ideeautos ID Vizzion juba näidanud kolmemõõtmelist liitreaalsussüsteemi, mis ühendab holograafilise menüü viipejuhtimisega. See nõuab kasutajalt küll stereoprillide kandmist, kuid mingi hulk liitreaalsust on kavas ka MEB-platvormil põhinevasse elektriautode seeriasse ID juba „sisse kirjutada”.

Mercedes-Benzi A-klass on aga varustatud Harmaniga koostöös loodud lihtsama liitreaalsussüsteemiga, mis kuvab kaardile väliste kaamerate pildid, et anda ümbritsevast parem ülevaade.

Näiteks olgu fooritulede kuvamine armatuurlaual, kui auto seisab foorile nii lähedal, et juht seda ettepoole küünitamata ise ei näe. Samuti saab navigaatori kaardi tänavavaatele kuvada majanumbreid, mis aitavad leida otsitava maja ilma pilku teelt pööramata.

Vaata autofirmade sooduspakkumisi

Seotud artiklid

Autode test

Porsche Cayenne ja Cayenne Coupe

What Car? Says Hinnatud 5-ga 5-st

Luksuslik linnamaastur, mille jaksukamad versioonid esitavad väljakutse nii füüsikaseadustele kui ka ostja tengelpunga suurusele ja mis on aluseks mitmele veel kallimale liigikaaslasele. Selle tugevateks külgedeks on väga hea juhitavus ja dünaamika koos nutika tehnoloogiga, ent lisaks sellele on tegu ka meeldivalt praktilise linnamaasturiga.