Электроника: под напряжением

Курортный город Баден-Баден никак не ассоциируется с автопромом да и с промышленностью вообще. Вот всякие лечебные ванны – другое дело. Может, именно поэтому на излете осени здесь любят проводить всевозможные семинары, конгрессы, конференции. Что же, послушаем спецов по автоэлектронике, посмотрим, что они привезли на «междусобойную» выставку. Перед входом в конгресс-холл участников встречают электромобили. А вот и разработчики…
– Прямо на них сюда приехали?
– Ну что вы! Тут около 280 км ходу, а подзарядиться негде да и долго. Поэтому смотрите – это наши последние разработки в области зарядных станций…
В самом деле интересно. Начнем с того, что автопроизводителям, кажется, удалось договориться о едином стандарте розеток и разъемов. Впечатляют вилки размером с заправочный пистолет. Да и кабель никак не тоньше шланга. Причем на разные ножки разъема подается разное напряжение. Переменным, которое поступит на батарею через выпрямитель, встроенный в электромобиль, можно заряжаться хоть дома. Но это затянется: при мощности 2,3 кВт пополнение заряда с 20 до 80% займет шесть-семь часов. А вот уличная зарядная экспресс-колонка, выдающая постоянный ток 200 А при 500 В, – тут хватит и 18 минут.

Пробую «заправиться» – ни искры, ни щелчка. Оказывается, все не так просто. После присоединения кабеля нужно нажать кнопку на «ключе зажигания», тогда электромобиль прочно захватит вилку, включит подачу тока и заблокирует двигатель: уехать, оборвав провод, не получится. Отсоединиться можно лишь по окончании процесса – той же кнопкой. В голове крутится очередной вопрос:
– Вы говорите, 18 минут. Но ведь известно, что батареи не любят столь форсированных режимов заряда!
– Ничего страшного. Мы проверяли – она потеряет только два процента ресурса.
Каждый раз по два процента? Однако…

ЭЛЕКТРИКА

Итак, какие же батареи придут в авто- и электромобили в ближайшем будущем? Сказать, что литиево-ионные, – это, оказывается, слишком обобщенно. Даже с ними работа идет по семи направлениям. К литию добавляют самые разные элементы: кобальт, никель, алюминий, марганец, железо, титан, причем в разных комбинациях. И если сегодня хранилище для 1 кВт.ч энергии стоит 800–1000 долларов, то к 2020 году эта цифра должна упасть втрое.

Не оставляют без внимания бортовую сеть обычных автомобилей. Упорно продвигается идея повысить в ней напряжение, причем не до 42 В, как думали раньше, а до 48 В! Можно и больше, но есть законы о безопасности, а они требуют при напряжении свыше 60 В принимать меры по защите от поражения током. Хотя, говоря о 48 В, разработчики подразумевают диапазон от 36 В при пуске до 52 В при полном заряде батареи. А он, кстати, будет довольно редким эпизодом. В БМВ ради экономии топлива намерены впредь заряжать аккумуляторы лишь при торможении – за счет рекуперации. При этом потребителей энергии становится больше год от года: компрессор кондиционера, усилитель руля, масляный и водяной насосы (не говоря о топливном) – все они отказываются от приводных ремней и переходят на электропитание. Вдобавок система «старт-стоп» в ближайшем будущем тоже станет повсеместной, а ведь она тоже требует немало энергии для частых пусков ДВС.
«Ауди» же в полном соответствии со своими идеалами думает о замене меди в проводке алюминием. При той же электропроводности поперечное сечение алюминиевого кабеля будет в 1,6 раза больше, зато он окажется вдвое легче и в полтора раза дешевле. Пока предполагают заменить медь в проводниках сечением свыше 2,5 мм2, а тонкие проводки сечением 0,13 мм2 выполнять из медно-магниевого сплава. Говорите, алюминий окисляется и потому обжатие наконечников для него не подходит? Так мы его не только обожмем, но и приварим лазером!

ЭЛЕКТРОНИКА

Здесь сегодня царит Ее Величество Цифра. И она позволяет по-новому взглянуть… хотя бы на комбинацию приборов. Компания «Фуджитсу» привезла впечатляющий образец своего творчества.

Один маленький пример: вместо символа автомобильчика с незакрытыми дверьми перед вами разворачивается целое представление. Кажется, еще чуть-чуть – и я за приоткрытой в электронном пространстве дверью увижу себя самого. Интересно, что, хотя дисплей у новой «комбинации приборов» общий, каждое изображение на нем может иметь свое разрешение и свою частоту смены кадров.
Исследовательский центр концерна «Форда» поделился новым видением развития систем предотвращения аварий. Сейчас подобные устройства вначале подают водителю предупреждающий сигнал и только при отсутствии его реакции активируют тормоза. Но здесь теряется драгоценное время, и сейчас решено обратить внимание на уход от столкновения маневром. Главная проблема – неожиданная автоматическая переставка может помешать другим участникам движения. Над разрешением этого противоречия ведется серьезная работа.
Не в последнюю очередь тут сможет помочь активно продвигаемая связь Car-to-Сar, когда автомобили сами сообщают друг другу о намерениях водителей и окружающей обстановке. Но сразу встает вопрос защиты канала связи от хакеров, развлекающихся взломом автомобильных компьютерных систем. В «Ауди» нам рассказали о возмутительном случае, когда на дорожном информационном табло вдруг появилось сообщение о якобы разгуливающих по шоссе агрессивных пандах. Потребовалось полдня, чтобы восстановить контроль над системой. Был эпизод, когда уже на дисплее автомобиля появилось непристойное ругательство – сигнал в диапазоне радиоволн шел якобы от датчиков давления воздуха в шинах. А ведь так можно и мотор на расстоянии заглушить, и затормозить, и, не дай бог, колеса повернуть! Разработчики ищут выход во все более хитроумных приемах кодирования команд, цифровых подписях, одноразовых паролях доступа. Но предлагаемый уход с общепринятой несущей частоты 2,4 ГГц на «безопасную» 5,8 ГГц мне показался наивным. Да, конечно, в обычном ноутбуке такого передатчика нет, но, согласитесь, если очень надо, его нетрудно собрать.
Я покидал гостеприимный Баден-Баден на скоростной электричке, а не на электромобиле. Кто знает, может, к 2020 году так же расслабленно можно будет передвигаться по автобану, – ведь к тому времени основную заботу о безопасности за рулем наверняка возьмет на себя электроника.