Отделни платформи или модифицирани решения при електромобилите
Дали създаването и въвеждането на изцяло електрически платформи е икономически обосновано? Отговорът е: зависи. Още през 2010 година Chevrolet Volt (Opel Ampera) показа, че съществуват начини за оптимално от гледна точка на себестойността трансформиране на каросерийна конструкция за конвенционално задвижване, като акумулаторният пакет се интегрира в централния тунел на платформата Delta II (там където се е помещавала изпускателната система) и под задната седалка на автомобила. От днешна гледна точка Volt обаче е plug-in хибрид (въпреки много сложната си техника подобна на тази на Toyota Prius) със своята батерия с капацитет от 16 кВтч и двигател с вътрешно горене. Преди едно десетилетие той бе предлаган от компанията като електромобил с удължител на пробега, а това е много показателно за пътя който този вид автомобили измина през това десетилетие.
За концерна Volkswagen и неговите подразделения, чиито амбициозни планове включват производството на един милион електромобили годишно, към 2025 г., създаването на специално предназначени за електромобили платформи е оправдано. За производители като BMW обаче казусът е доста по-сложен. След като се опариха доста с i3, който бе в авангарда, но създаден в едни други времена, поради което така и не стана икономически изгоден, отговорните фактори в баварската компания решиха, че конструкторите трябва да търсят начин за създаване на гъвкави платформи, които могат максимално ефективно да приютят и двата вида задвижване. За съжаление, адаптираните за електрозадвижване конвенционални платформи са наистина конструктивен компромис – клетките се обединяват в отделни пакети и се поставят там, където има място, като при по-новите конструкции тези обеми са предвидени за подобни интеграции.
Въпреки това пространството не се използва толкова ефективно, колкото при подово интегрираните клетки, а елементите се свързват с кабели, които добавят тегло и съпротивление. Актуалните електрически модели на повечето компании, като например e-Golf и електрическата B-класа на Mercedes, са именно такива. Затова BMW ще използва оптимизирани варианти на платформата CLAR, върху която ще бъдат базирани очакваните iX3 и i4. В близките години подобен подход ще има и Mercedes, който ще използва модифицирани версии на актуалните си платформи до въвеждането (след около две години) на специалната EVA II. За първите си модели с електрическо задвижване и по-специално e-Tron, Audi използва модифицирана версия на конвенционалната си MLB Еvo в който е променена цялата междуосева конструкция с цел интегриране на цялостен акумулаторен пакет. В момента обаче Porsche и Audi разработват специално предназначената за електрическо задвижване Premium Platform Electric (PPE), която ще се използва и от Bentley. Дори и новото поколение специализирани платформи за електромобили обаче няма да търси толкова авангарден подход, както при i3 – за целта ще се използват основно стомана и алуминий.
И, така всеки търси своя нов път в джунглата на близкото бъдеще. Преди 30 години Fiat продаваше електрическа версия на Panda, но сега FiatChrysler изостава от общата тенденция. В момента в Щатите се продава версия на Fiat 500e и plug-in версия на Chrysler Pacifica. Бизнес планът на компанията включва в периода до 2022 г. да бъдат инвестирани 9 милиарда евро за електрифицирани модели, като в Европа трябва скоро да започне производството на 500 EV, който ще използва нова, адаптирана за електрическо задвижване платформа. Електрифицирани модели ще имат също Maserati и Alfa Romeo.
До 2022 г. Ford трябва да пусне 16 изцяло електрически автомобила, използвайки в Европа платформата MEB на VW; Honda ще използва електрифицирани системи за задвижване на две трети от моделите си в Европа към 2025 г.; Hyundai продава добре електрическите версии на Kona и Ioniq, но вече е готов с изцяло нова платформа за електромобили. Toyota ще базира бъдещите си електрически модели на създадената специално за електромобили e-TNGA, която ще се използва и от Mazda и въпреки че името е същото като на цялата гама от нови платформени решения TNGA, тя е строго специфична. Toyota има солиден опит с електрическите машини и управлението на електрическите потоци, но не и с литиево-йонните батерии, защото в името на надеждността до последно използваше никел-металхидридни акумулатори. За повечето си електрически модели Renault-Nissan-Mitsubishi използват адаптирани съществуващи конструкции, но скоро също ще стартират с нова електрическа платформа – CMF-EV. Името CMF не трябва да ви заблуждава – както при Toyota и TNGA, CMF-EV няма почти нищо общо с CMF. Моделите на PSA пък ще използват версии на платформите CMP и EMP2. Изцяло електрическа е и платформата на един от пионерите на новата електрическа мобилност Jaguar I-Pace.
Как ще става производството
Сглобяването на автомобил в завода съставлява всичко на всичко 15 процента от общия процес на неговото производство. Останалите 85 процента включват производството на всеки от над десетте хиляди детайла и предварителното им сглобяване в около 100 най-важни производствени възела, които след това се отправят към поточната линия. Днес автомобилите се характеризират с изключително висока степен на сложност, а спецификите на изграждащите ги елементи не позволяват те да бъдат изцяло произвеждани от автомобилната компания. Това се отнася дори за производители като Daimler, отличаващи се с по-висока степен на интеграция и самостоятелно производство на компоненти, като например трансмисии. Времената в които производството се извършва от компанията до последния детайл като това на Ford Model T, отдавна са отминали. Може би защото в Model T няма толкова много детайли…
Силният тласък към развитие на електромобилите през последните години обаче поставя пред производителите на конвенционални автомобили доста нови предизвикателства. Колкото и да е гъвкав производственият процес, той включва преди всичко системи за сглобяване на модели с конвенционални каросерии, задвижващи агрегати и силово предаване. Към тях могат да бъдат причислени и plug-in хибридните модели, които не се отличават съществено като компановка, освен с добавянето на батерията и силова електроника в някое удобно място на каросерията. Това важи дори и за електрически автомобили, базирани на конвенционални конструкции.
Конструирането на автомобилите, включително електрическите, става едновременно с проектирането на производствените процеси, при което всяка от автомобилните компании избира различен подход на действие. Тук не става дума за Tesla, чието производство е изградено почти от самото начало съобразно електрическите автомобили, а за утвърдени производители, които в зависимост от нуждите трябва да съчетават производството на автомобили с конвенционално и с електрическо задвижване. А понеже никой не знае какво точно ще се случва в краткосрочен план, всичко трябва да е доста гъвкаво.
Нови производствени системи...
За повечето производители решението е в адаптирането на производствените линии така, че да поемат и монтажа на електромобили. GM например произвежда както хибридния Volt, така и електрическия Bolt в съществуващи отпреди заводи. Доскорошните им приятели PSA твърдят, че ще проектират автомобилите си така, че да може да бъде следван същият подход.
Развойната работа в Daimler по отношение както на създаването на електрически автомобили под новата марка EQ, така и на адаптацията на заводите, е базирана върху оценка за между 15 и 25 процента от продажбите на Mercedes-Benz към 2025 г. За да е готова за подобно развитие на пазара, включително за съобразяване с този доста широк прогнозен диапазон, компанията разширява завода в Зинделфинген с производствено предприятие, наречено Factory 56. От Mercedes определят това производствено съоръжение като „първия завод на бъдещето“ и той ще включи всички технологични решения и системи от т.нар. Industry 4.0. Подобно на завода на PSA Тремери това производствено предприятие и Full-Flex заводът на Daimler в Кечкемет ще могат да произвеждат електрически автомобили заедно с конвенционалните. Гъвкаво е производството и при Toyota, която ще произвежда електромобилите си в Мотомачи, в Тойота сити. От десетилетия компанията е издигнала ефективността на производствените процеси в култ, но в краткосрочен план няма свръхамбициозните намерения като конкурента и VW относно чисто електрическите автомобили.
…или съвсем нови заводи
Не всички производители избират въпросния гъвкав подход. Volkswagen например инвестира един милиард евро в своя завод в Цвикау, проектирайки го за производство само и единствено на електрически автомобили. Компанията подготвя цяла гама от тях, включваща модели на различните марки в концерна, които ще бъдат базирани на напълно новата модулна архитектура MEB (Modularer E-Antriebs-Baukasten). Производственото съоръжение, което VW подготвя, ще може да се справя и със сериозни обеми и именно амбициозните планове на компанията за големи мащаби са в основата на това решение.
Бавното движение в тази посока има свое логично обяснение – утвърдените автомобилни производители следват и утвърдени, последователни схеми за създаване на автомобили и производствени процеси. Нарастването трябва да става устойчиво, без сривове като тези при Tesla. Освен това високите критерии за качество изискват изпълняване на множество процедури, а за това е нужно време. Електрическата мобилност е шанс за по-широко навлизане на китайски компании на международни пазари, но и те трябва първо да започнат да произвеждат надеждни и преди всичко безопасни автомобили.
Всъщност конструирането на платформите и организацията на производствените процеси са по-малкият проблем на автомобилните производители. В това отношение те имат много повече опит от Tesla. Проектирането и производството на платформа за чисто електрическо задвижване е по-малко сложно, отколкото при автомобили с конвенционално задвижване – в дънната конструкция на последните например има много повече извивки и връзки, изискващи по-сложен и по-скъп производствен процес. Компаниите имат много опит в адаптацията на подобни изделия и това не би било проблем за тях, особено след като са натрупали голям опит с мултиматериални конструкции. Вярно е, че адаптирането на процесите изисква време, но пък най-модерните поточни линии са много гъвкави в това отношение. Същественият проблем на електромобилите си остава средството за съхраняване на енергията – тоест батерията.
(следва: акумулаторните батерии)
Текст: Георги Колев