Warum die meisten selbstfahrenden Autos elektrisch sein werden

Anonim

Da unsere städtische Transportlandschaft im nächsten Jahrzehnt automatisiert wird, könnte dies eine Revolution im Elektroauto auslösen.

Verbringen Sie genug Zeit um diese frühen selbstfahrenden Fahrzeuge herum, und Sie stellen fest, dass fast alle Hybriden oder reine Elektrofahrzeuge sind. Dazu gehören Fords automatisierte Fusion, die ähnlich ausgestatteten Fusion-Hybriden, die Uber in Pittsburgh einsetzt, die Google-Autos, die auf der Halbinsel im Norden Kaliforniens unterwegs sind, die Chevrolet Bolts, die in San Francisco und im Vorort Phoenix getestet werden.

Hybride, Plug-Ins und reine Elektrik sind heute ein Randstück des US-Marktes und machen laut hybridcars.com in den ersten acht Monaten 2016 knapp 2, 8% aller in den USA verkauften Neufahrzeuge aus.

Aber in einem Jahrzehnt werden Elektroautos weit über die Granola-essende, baumbetonte und evangelisierende Basis des Klimawandels hinausgehen, die sie bisher unterstützt hat. Du darfst keinen besitzen, aber du wirst in ihnen geritten sein. Die Änderung wird nicht sofort vonstatten gehen, aber sie wird konstant sein.

Warum wird unsere autonome Zukunft wahrscheinlich eine elektrische sein?

Erstens sind die aufsichtsrechtlichen Gründe, nämlich die Anforderungen an die Kilometerleistung. Dann gibt es technische Gründe - Elektrofahrzeuge sind für Computer leichter zu fahren. Natürlich wird der Fahrdienst immer häufiger einen höheren Prozentsatz der gefahrenen Tagesmeilen ausmachen, und es wird einfacher, billiger und sicherer sein, ein unbemanntes Auto aufzuladen, als einen zu tanken.

"Eine der größten Veränderungen wird sich in den wachsenden Unterschieden bei den Betriebskosten zwischen Elektromotoren und Verbrennungsmotoren ergeben", sagte Ford-Chef Mark Fields letzte Woche und wiederholte die Zusage seines Unternehmens, 4, 5 Milliarden US-Dollar auszugeben, um bis 2020 13 neue Typenschilder für Elektrofahrzeuge einzuführen.

Eine Art Wettbewerb zwischen Silicon Valley und Detroit hat in den letzten zehn Jahren für Ingenieure und Programmierer stattgefunden, die für die Entwicklung der nächsten Generation intelligenter, vernetzter und letztendlich selbstfahrender Fahrzeuge erforderlich sind.

Die beiden Seiten müssen wahrscheinlich zusammenarbeiten - entweder durch Fusionen und Übernahmen oder durch strategische Partnerschaften - und Elektroautos werden die Plattform sein.

Die durchschnittlichen Kraftstoffverbrauchsnormen (CAFE) der Bundesregierung variieren je nach der Mischung von Lkw, SUV und PKW, die ein Hersteller verkauft, aber es wird ein erheblicher Teil der Elektrofahrzeuge benötigt, um die Ziele zu erreichen.

Und dann gibt es die technischen Gründe.

"In einem Elektrofahrzeug gibt es viel weniger bewegliche Teile. Es gibt drei Hauptkomponenten - die Batterie, den Wechselrichter und den Elektromotor", sagte Levi Tillemann-Dick, geschäftsführender Partner von Valence Strategic in Washington, DC, und Autor von " Das große Rennen: Die globale Suche nach dem Auto der Zukunft. " "Ein Verbrennungsmotor enthält 2.000 winzige Teile, die geschmiert werden müssen und die gelegentlich brechen."

Ein Elektroauto benötigt mehr elektrische Brainpower, um die Vision-, Leit- und Kartierungstechnologie zu verwalten und das ständig wachsende Volumen an Software-Codierungen zu verarbeiten.

Die meisten dieser Fahrzeuge werden zunächst in einem dichten urbanen Umfeld eingesetzt - denken Sie an die Demonstration von Uber in Pittsburgh. Es gibt fast sicher strenge Emissionsrichtlinien. Elektrofahrzeuge haben keine Emissionen.

Glen DeVos, Vice President of Engineering bei Delphi Automotive, sagte, dass die meisten Hybride und Elektrofahrzeuge für Drive-by-Wire-, Lenk-by-Wire-, Brake-by-Wire-Systeme konfiguriert sind, die strukturell mit automatisiertem Fahren kompatibel sind. Die By-Wire-Technologie ersetzt herkömmliche mechanische Steuersysteme durch elektronische Steuersysteme. Diese Flexibilität erweitert die Anzahl der Optionen für das Fahrzeugdesign. Durch die Beseitigung mechanischer Verbindungen kann das Gewicht reduziert werden.

Ein weiterer Faktor ist, dass automatisierte Fahrzeuge für Fahrjagddienste intensiver genutzt werden - Tillemann-Dick schätzt, dass rund 40% eines 24-Stunden-Tages im Vergleich zu weniger als 5% für in Privatbesitz befindliche Fahrzeuge, die einen Großteil des Tages verbringen, geschätzt werden in einer Einfahrt oder einem Parkplatz oder Deck. Wenn die Reichweite aktueller Elektrofahrzeuge wie der Chevrolet Bolt bereits 238 Meilen beträgt, wird sich dies wahrscheinlich verbessern, wenn diese Fahrzeuge den Sicherheitsvorschriften entsprechen und in großer Zahl eingesetzt werden.

Delphi arbeitet an einem Pilotprogramm zur Einführung einer kleinen Flotte vollautomatisierter Autos, die das Transitsystem von Singapur ergänzen, sodass die Menschen vom Bahnhof oder der U-Bahnstation zu ihrem Zuhause, Büro oder anderen Zielorten gelangen können.

In unmittelbarer Zukunft führen Zulieferer wie Delphi und Continental 48-Volt-Mild-Hybrid-Systeme in privaten Diesel- und Gasautos ein, zunächst in Europa und China.

Laut Mary Gustanski, einer weiteren Vizepräsidentin von Delphi, können diese Systeme die Kraftstoffeffizienz von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor um bis zu 25% verbessern, ohne die Kosten und Komplexität von Vollhybrid-Antriebssträngen zu überwinden.

Über den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen hinaus müssen autonome Fahrzeuge extrem langlebig sein.

DeVos von Delphi schätzt, dass Fahrzeuge in On-Demand-Mobilitätsflotten zwischen 70.000 und 80.000 Meilen pro Jahr zurücklegen können, vier oder fünf Mal die 12.000 bis 15.000 Meilen, die die meisten in Privatbesitz befindlichen Fahrzeuge in einem durchschnittlichen Jahr zurücklegen. Bei dieser intensiven Nutzung müssen Flottenbetreiber sie wahrscheinlich alle drei bis vier Jahre austauschen.

Selbstfahrende Fahrzeuge werden höchstwahrscheinlich zuerst städtische Gebiete bevölkern, in denen Ladestationen aufgrund der Bevölkerungsdichte in den Städten eher zuerst auftauchen.

Das wird nicht über Nacht passieren. Die Verfügbarkeit von Ladestationen ist außerhalb von Kalifornien und an der Ostküste immer noch unzureichend.

Laut ChargePoint, dem Betreiber des weltweit größten EV-Ladennetzes, gibt es in den USA etwa 30.600 öffentliche Ladestationen. Das Alternative Fuels Data Center des US-Energieministeriums zählt 35.825.

Aus Sicht der Regierung berichtet die National Association of Convenience Stores, dass die Anzahl der Tankstellen in den USA von 202.800 im Jahr 1994 auf etwa 150.000 im Jahr 2015 gesunken ist, aber jede zwischen sechs und 16 Pumpen hat.

Fields sagte am Donnerstag, dass autonome Fahrzeuge bis 2030 20% des Neufahrzeugabsatzes in den USA ausmachen und bis zum Jahr 2025 eine von allen 10 mit dem Auto zurückgelegten Meilen.

Bei einem Umsatz von 15 Millionen (2015: 17, 5 Millionen) entspricht dies einem Umsatz von 3 Millionen. Bei diesem Volumen können die Kosten für Batterien, die derzeit zwischen 150 und 200 USD pro Kilowattstunde liegen, erheblich sinken.

GMs Produktentwicklungs-Chef Mark Reuss erklärte, jede Batteriezelle am Bolt kostet etwa 145 USD pro kWh. Die elektrische Kapazität des Bolt beträgt 60 kWh. Allein die Batterie kostet etwa 8.700 USD oder etwa ein Viertel des empfohlenen Verkaufspreises des Fahrzeugs.

Ford geht davon aus, dass ein Lithium-Ionen-Batteriesystem bis 2020 bei 120 US-Dollar pro kWh erhältlich sein kann und bis 2030 auf 85 US-Dollar sinken wird. Dies wären 40% niedrigere Kosten für ein System mit einer Kapazität, die dem Bolt entspricht.

Mit dem Wachstum von Uber, Lyft und anderen Unternehmen, die sich auf die Fahrt begeben, werden die Kosten für den Besitz, das Betanken und die Wartung dieser Fahrzeuge plötzlich niedriger als die Kosten für die Bezahlung der Fahrer und das Betanken der Fahrzeuge mit Benzin. Zum Beispiel verdient ein durchschnittlicher Uber-Fahrer heute etwa 40.000 US-Dollar pro Jahr, nachdem das Unternehmen seine Provision von seinen oder ihren Einnahmen aus Fahrpreisen genommen hat, gemäß www.idrivewithuber.com/.

Wenn das Unternehmen ein automatisiertes Elektrofahrzeug für etwa 30.000 US-Dollar kaufen könnte, könnten nach Schätzungen von Tillemann-Dick die Kosten pro Meile um bis zu 80% gesenkt werden, da die Kosten für Strom etwa die Hälfte des heutigen Preises von 2, 20 bis 2, 40 US-Dollar betragen würden pro Gallonenbereich.

Denken Sie daran, dass diese Autos pro Tag mehr Stunden fahren als die meisten menschlichen Fahrer.