Новости при автомобилните компоненти

• Най-впечатляващите иновации често започват от най-малките системни елементи, например сензорите
  
  
• Обхватът им обаче редовно надскача границите на цели сектори и индустрии
  
  
• Такъв е случаят и в автомобилостроенето, където паралелно и бурно технологично развитие изживяват множество групи компоненти

Най-впечатляващите иновации често започват от най-малките системни елементи, например сензорите. Обхватът им обаче редовно надскача границите на цели сектори и индустрии. Такъв е случаят и в автомобилостроенето, където паралелно и бурно технологично развитие изживяват множество групи компоненти, включително в сегментите на електрониката, електрообзавеждането, горивните и спирачните системи, решенията за сигурност и контрол на достъпа, интериорните елементи и т. н.

Тези парченца формират пъзела на съвременния автомобил, който вече е нещо повече от превозно средство – той се превръща в символ на съчетание от стил, удобство, функционалност и начин на живот благодарение на множеството си интелигентни функции. И макар в каталозите на различните производители да властват разнообразни принципи по отношение на дизайна и естетиката, едно е сигурно – автомобилните компоненти еволюират наред със самата мобилност и стават все по-умни, свързани и устойчиви.

Ерата на интелигентната функционалност

Днес ключов елемент от превозното средство е софтуерът, който до неотдавна намираше приложение предимно в персоналните компютърни устройства и системи. В наши дни се оформя самостоятелен сегмент от т. нар. SDV (Software defined vehicles) или софтуерно-дефинирани автомобили, при които акцент е именно широката и интелигентна функционалност. Тя може да бъде както “невидима” – интегрирана в начина, по който компонентите работят и комуникират помежду си и с централната платформа за мониторинг и управление, така и вградена във основните видими елементи на интериора, които позволяват взаимодействие с водача и пътниците – бордовия компютър, инфотейнмънт панелите и т. н. Смарт функции са заложени на практика във всяка основна услуга, която модерният автомобил предлага – свързаност, безопасност, асистиране на водача, навигация, контрол на микроклимата, информация, развлечение и т. н.

В основата на технологичната революция в сегмента са усъвършенстваните електронни и микроелектронни компоненти, които опосредстват превръщането на една в миналото изцяло механична система в дигитализирана свързана платформа, способна да комуникира с шофьора, пасажерите, останалите автомобили и смарт инфраструктурата. Така колата – лична, служебна, под наем или пък такси, постепенно се превръща в голям компютър на колела, ориентиран към няколко ключови задачи – осигуряването на безкомпромисна безопасност във и извън превозното средство, енергийна и горивна ефективност, рентабилност, максимален комфорт и персонализирано изживяване за потребителя и все по-висока устойчивост за по-добро бъдеще на планетата.

Всеки отделен компонент от всички над 14 000 миниатюрни или по-големи по размери функционални модули, които роботизираните линии в автомобилните заводи сглобяват в перфектно завършена система, е проектиран с внимание към детайла и мисъл за интелигентната функционалност и/или някоя от гореизброените приоритетни цели. Днес всеки сензор, конектор, кабел, печатна платка, маркуч, уплътнение, LED крушка или друга част от пъзела е дело на специален екип, който е вложил в разработката му най-съвременните технологии, материали и научноизследователски достижения, за да го направи по-надежден, функционален и ефективен. Благодарение на авангардни иновации в автомобилния дизайн, като дигитални двойници, генеративен изкуствен интелект, виртуално моделиране и симулация, ключовите системи в превозното средство могат да бъдат проектирани холистично и съвместно вместо “на парче”, а след това тествани предварително за потенциални грешки, проблеми и зони на оптимизация – дори преди физическите им компоненти да бъдат реално произведени.

Дисекция на умния автомобил на бъдещето

Автомобилните компоненти днес могат да бъдат подразделени в четири основни категории – задвижване, шаси, електроника и каросерия/интериор. В първата попадат двигателят – с вътрешно горене, хибриден или електрически, трансмисията, задвижващата и изпускателната система. Компонентите на шасито включват рамата, системата за окачване, кормилната система и спирачната система. Електронните компоненти включват различни функционални единици, които повишават безопасността, ефективността и комфорта на автомобила, като блок за управление на двигателя (ECU), антиблокираща спирачна система (ABS), блок за управление на въздушните възглавници, информационно-развлекателни системи, усъвършенствани технологии за подпомагане на водача (ADAS) и т. н. Компонентите на купето и интериора се фокусират върху естетиката и комфорта на автомобила, като осигуряват защита, удобство на водача и пътниците. Тази категория включва панели на каросерията, врати, прозорци, седалки, арматурно табло и различни други интериорни елементи.

Основен фокус при интегрирането на сензори и други електронни компоненти, системи и устройства в съвременния автомобил е максимално автоматизиране на ключови функции и предоставяне на възможности за персонализирано управление на регулируемите параметри. Водеща тенденция при автомобилната електроника са миниатюризацията с цел оптимално оползотворяване на пространството и вграждане на по-голям брой функционални елементи в по-компактни и ефективни блокове. Друга важна посока на развитие е производството на по-устойчиви и издръжливи на агресивни условия компоненти, които гарантират безупречна надеждност и безопасност във всякакви експлоатационни среди. Това важи до голяма степен за корпусите на сензорите и електронните устройства, кабелите, конекторите и т. н.
При ОВК системите водещ фокус е максималният и персонализируем комфорт, подпомогнат от дигитални технологии, като интелигентни сензори, изкуствен интелект и машинно самообучение, които заучават предпочитанията на потребителите в различни сценарии и автоматично ги прилагат.

Що се отнася до осветлението и компонентите на интериора, тук ключови са тенденциите за съчетаване на елегантен, стилен и дори минималистичен дизайн с все по-широка функционалност. Осветлението в модерния автомобил изпълнява множество задачи отвъд стандартните, включително такива, свързани с визуалната идентичност и разпознаваемост на марката, възможностите за персонализиране на изживяването, както и повишаване на енергийната ефективност и експлоатационния живот. Развойните екипи постигат комбинация от тези цели чрез постепенен преход към светодиодната технология във всички възможни елементи на автомобилните осветителни системи – фарове, мигачи, стоп светлини, интериорни осветители и т. н.

Тенденциите, класическите и новите компоненти

Мегатенденция в автомобилното задвижване през последните години безспорно е електрификацията, позволяваща едновременно удобна и устойчива мобилност. Но какви са принципите при разработката например на хидравлични системи, които намират широко приложение не само в персоналните, но и в товарните автомобили и мобилната техника – спирачни системи, съединители и окачвания, амортисьори, сервосистеми, помпи и мотори? Съвременните хидравлични системи могат да съхраняват и освобождават енергия дори по-ефективно от електрическите батерии. Ето защо хидравличните и хибридните задвижвания продължават да са предпочитан избор пред електрическите за редица превозни и транспортни средства, които изискват повече мощност.

Дигитализацията на модерния автомобил обхваща голяма част от стандартните компоненти и добавя редица нови функционални елементи към базовия дизайн на превозното средство. Пример за интелигентна трансформация на класически компоненти са т. нар. дигитални шасита, които разполагат с облачно свързани и интегрирани технологии за свързаност и телематика, изчислителни функции, асистиране на шофьора и автономност. Същевременно изцяло нов набор от компоненти се появява в съвременните автомобили с тенденциите за автоматизация, свързаност, безпилотно управление и биометричен достъп. Такива са например умните парктроник системи, смарт ключалките и ключовете, радарните и LIDAR сензори, RFID и NFC технологиите, камерите и високопроизводителните изчислителни платформи, даващи на колите на бъдещето възможности самостоятелно да навигират из комплексната градска среда и да вземат автономни решения в реално време на база желанията, нуждите и предпочитанията на потребителите.

В сегмента на инфотейнмънт системите към базовата окомплектовка на автомобила се добавят интуитивни тъчскрийн панели, смарт бутони и усъвършенствани екрани за визуализация. HMI интерфейсите от ново поколение и технологиите за добавена реалност също изискват допълнителни компоненти – например микрофони, сензори и устройства за разпознаване и обработка на жестови и гласови команди, камери, смарт стъкла, огледала и проектори, които извеждат насоки и информация за пътната обстановка, скоростта на движение, местоположението и навигацията, нивата на горивото или заряда на батерията и др. на база събираните от автомобила в реално време данни. Основна цел е спомагателната информация да се подава към водача в удобен и безопасен вид – без да го разсейва и да изисква отместване на погледа от пътя.

Друг пример за дигитално трансформирани класически компоненти са сейфти системите в автомобила, като блоковете за управление на въздушните възглавници, антиблокиращите спирачни системи и електронните модули за контрол на стабилността на превозното средство. С помощта на сензори и интелигентни технологии тези системи значително подобряват безопасността на водачите, пътниците и останалите превозни средства на пътя.

От ново поколение са компонентите за съхранение и управление, както и за регенериране на енергия, например от спирачните системи. Сензори, батерии и софтуер се обединяват в цялостни решения с инструменти за обработка на големи обеми данни и изкуствен интелект, за да гарантират оптимално оползотворяване на енергията в автомобила, максимална енергийна ефективност и минимум вредни емисии.

Иновации в дизайна, материалите и производствените технологии

Водещ стремеж на автомобилните производители е да разработват и произвеждат олекотени, миниатюризирани, но по-здрави, надеждни и устойчиви компоненти за превозните средства на бъдещето. Целта е многопластова – по-ниски производствени разходи, по-висока горивна ефективност, по-голяма добавена стойност за потребителите и не на последно място – постепенна декарбонизация на мобилността. Ето защо в проектирането и изработката на автомобилни части и детайли все по-застъпени са технологии, като компютърният и генеративният дизайн, виртуалното моделиране, дигиталните двойници и изкуственият интелект. Разработват се специални класове инженерни материали с подобрени характеристики, например алуминиеви сплави, високоякостни стомани и подобрени пластмаси, които правят компонентите значително по-функционални, сигурни и издръжливи на негативни ефекти.

Сред набиращите най-голяма популярност иновации при производствените методи, както за прототипиране, така и за серийно производство, е 3D печатът, който осигурява на автомобилните производители непостигана досега свобода и гъвкавост при дизайна, съкратени развойни и технологични цикли и подобрена ефективност на компонентите. Усъвършенствани средства за автоматизация и роботизация се грижат за максималната прецизност, безопасност и надеждност при асемблирането на компонентите във функционални модули, готови за интегриране в автомобилите. С помощта на компактни и интелигентни сензори, IoT платформи и AI алгоритми пък се гарантира безупречната проследимост и на най-малкия детайл – от развойния център през поточната линия до пътното платно и гаража на потребителя.

Благодарение на събираните от смарт компонентите данни съвременните превозни средства разполагат с обширни възможности за оптимизация и прогнозна поддръжка, които удължават сервизния им живот, намаляват разходите за производителите и собствениците в дългосрочен план, редуцират въглеродния им отпечатък и най-важното – повишават безопасността на автомобилите.

Сред ключовите сфери на впечатляващи технологични пробиви при компонентите са печатната (и в частност гъвкавата) електроника и микроконтролерите, които управляват множество функции в реално време, като безопасно спиране, работа на двигателя, безопасност, автоматизирани системи, като ел. стъкла, прозорци и огледала, инфотейнмънт услуги и т. н., като същевременно позволяват и авангардни подходи по отношение на естетиката и интериорния дизайн. Така тези технологии се превръщат в основни градивни единици при разработката на по-интелигентни, безопасни, удобни, свързани и автономни превозни средства.