2015-07-02

Десять лет «Топ-десятке технологичных авто»: анализ

Десять лет «Топ-десятке технологичных авто»: анализ

В этом году в «Топ-десятке технологичных авто» мы предлагаем вам ретроспективный анализ последнего десятилетия  –  от Чэнь Лю и Уильяма Б. Роуза из Технологического института Стивенса. Лю работает над докторской степенью в области инженерных систем. Роуз, член IEEE (Института инженеров электротехники и электроники), заведует кафедрой экономических наук имени Александра Кромби Хамфриса на Факультете систем и предприятий.

Каждый год IEEE Spectrum выбирает 10 технологичных автомобилей и пишет о них статью. В этот раз было принято решение проанализировать 10 ежегодных выпусков, опубликованных до 2014 года, и выявить, какие же базовые изменения произошли в автомобильной сфере за этот период. 

Учитывались такие факторы, как марка, модель и конфигурация 100 автомобилей, а также обращалось внимание на тексты статей и используемые в них термины автомобильной индустрии тех дней. Предполагается, что наиболее часто встречающиеся понятия обозначают связанные с ними технологии, которые особенно привлекали внимание авторов в то время.

Также учитывался мировой объем продаж каждой из машин на каждый год после ее появления, в том числе продаж за первый год после выхода авто. Используя этот набор данных, определялось, сколько единиц конкретной модели было продано.

Поскольку при приобретении автомобиля потребители оценивают гораздо больше других характеристик, чем те, которые оценивает Spectrum (например, цена), было принято решение ограничить внимание на технологиях. Были определены термины, используемые для описания данных технологий, создана иерархия этих терминов, а затем временной ряд вхождения слов в использование на протяжении этих 10 лет. Наконец, мы сравнили этот перечень технологий и данные о мировых объемах продаж этих моделей и их конфигураций.

Всего в ходе анализа было определено 170 терминов, которые представляли потенциальный интерес. Некоторые общие понятия использовались более часто, чем специфические определения.  К общим терминам можно отнести такие, как «двигатель» (444 раз), «мощность» (418), «гибрид» (310), «аккумулятор» (206), «лошадиные силы» (169), «дизель» (165), «контроль» (149), «свет» (137), «экономия топлива» (123) и «водород» (118).

Неудивительно, что эти термины часто использовались. Двигатель – это наиболее важная подсистема для системы трансмиссии, которую многие считают сердцем автомобиля. Термин «мощность» также часто употребляется по тем же причинам.

Гибриды – вот еще одна горячая тема, поскольку автомобильная промышленность стремится создать более экологически чистые транспортные средства и в последнее время – улучшить общую эффективность работы автомобиля.  Наиболее важная часть для гибридной системы – это батарея, и вполне естественно, что данный термин также встречается довольно часто.  Следующая часто обсуждаемая тема автопрома после гибридов – водород. Нередко также используется термин «дизель», так как уже долгое время это доступный альтернативный источник энергии, который довольно популярен в Европе.

Под давлением экологических норм и высоких цен на нефть экономия топлива также стала часто обсуждаемым вопросом, особенно если сравнивать с тем же аспектом в 1980-х. Совсем недавно развитие компьютерных технологий и электронных систем управления для автомобилей привело к резкому улучшению в этой сфере.

В течение последних десяти лет все более популярной становится тема осветительных систем. Так как это относительно изолированная подсистема, внедрение новых технологий освещения может происходить довольно быстро.

Несколько специфических терминов также имеют довольно высокий показатель частоты использования. Например, газотурбинный нагнетатель воздуха (124 раз) – это очень популярная технология для улучшения эффективности потребления энергии и частоты оборотов. Четырехцилиндровые двигатели (34 раз) в сочетании с турбонаддувом, а также системой непосредственного впрыска топлива стали популярными способами для поддержания эффективности работы, а также позволили уменьшить расход топлива. В гибридных бескомпрессорных двигателях требуются электродвигатели (123 раз), чтобы управлять автомобилем или собирать излишки кинетической энергии. Литий-ионные аккумуляторы (62 раза) стали использоваться более широко благодаря более короткому времени перезарядки, большей дальности поездок и меньшему размеру. Среди других способов, которые были упомянуты в целях повышения эффективности работы транспортного средства, можно также отметить рекуперативное торможение (22 раза) и запуск двигателя кнопкой «старт-стоп» (9 раз).

Авторы анализа сгруппировали эти термины в шесть категорий: «энергия», «производительность», «освещение», «HMI» (интерфейс человек–машина), «помощь в вождении» и «вес корпуса». Так, эти категории включают в себя:

• Энергия: гибрид, дизель, литий-ионный аккумулятор, турбокомпрессор, запуск двигателя кнопкой «старт-стоп» и т. д.
• Производительность: турбонагнетатель, восьмицилиндровый V-образный двигатель, коробка передач с двойным сцеплением, магнитная подвеска и т. д.
• Освещение: LED-фары, автоматическое включение дальнего света и т. д.
• HMI: стереосистема, голосовая активация, Bluetooth и т. д.
• Помощь в вождении: электронные автомобильные системы, системы обнаружения слепых зон, адаптивный круиз-контроль, приборная панель на лобовом стекле и т. д.
• Вес корпуса авто: углеродное волокно, алюминий, магний и т. д.

Особое внимание уделяется аспекту энергопотребления; так, разные термины данной тематики использовались более 1800 раз, что в четыре раза больше, чем вторая по популярности категория – эффективность и производительность работы. Вместе на эти две категории приходится более 87 процентов от общего количества употребляемых терминов, поэтому авторы анализа сосредоточили свое внимание на них.

Из категории энергопотребления и эффективности работы было выделено пять подсистем: гибрид, дизель, восьмицилиндровый V-образный двигатель, шестицилиндровый V-образный двигатель и AWD. Как отмечалось ранее, вся коллекция статей «Топ-10 технологичных авто» рассматривалась как набор данных, который содержал мнения авторов данных статей о технологических тенденциях. Количество употребляемых в разное время терминов рассматривалось как анализ с помощью временного порядка, который демонстрировал динамику изменения этих мнений.

Чтобы узнать, насколько хорошо этот набор данных предсказал краткосрочные тенденции развития технологий, был проведен кросс-корреляционный анализ между количеством употребляемых терминов  и соответствующих продаж в анализируемых временных отрезках. Чтобы свести разрозненные данные о продажах, общий объем продаж был поделен на количество лет в рассматриваемом временном отрезке, что позволило устранить последствия экономических колебаний и рассчитать процентную разницу каждой отдельной позиции по сравнению с предыдущим годом.

Анализ показал, до какой степени мнения экспертов Spectrum опережали состояние рынка либо недотягивали до него. Если имело место опережение, то это означает, что авторы статей смогли предсказать тенденции рынка; отставание здесь означает, что рынок опережает прогнозы авторов статей.

• Гибридная: Spectrum отстает от рынка с показателем 0,83.
• Дизель: Spectrum отстает от рынка на 2 года с показателем 0,61.
• V8: Spectrum опережает рынок на 2 года с показателем 0,40.
• V6: Spectrum опережает рынок на 2 года с показателем 0,44.
• AWD: Spectrum отстает от рынка с показателем 0,36.

В целом, судя по данным пяти выделенных подсистем, у авторов статей довольно качественно получалось предсказывать тенденции рынка.

Мы выбрали несколько интересных технологий и определили закономерности внедрения технологий для каждой из категорий.

Более конкретно мы определили следующие общие закономерности.

1. В 61 проценте гибридных моделей используются литий-ионные батареи. Только в 32 процентах гибридных моделей используются никель-металлогидридные аккумуляторные батареи. Это говорит о том, что на рынке высокий уровень принятия литий-ионных батарей из-за их высокой производительности, времени перезарядки, большей дальности поездок, меньшего размера и стоимости.

2. Большинство гибридных моделей оснащены системой запуска двигателя кнопкой «старт-стоп» (71 процент) и рекуперативного торможения (81 процент). В то время как для гибридных автомобилей особенно важна система рекуперативного торможения. Это также хороший вариант для обычных негибридных автомобилей.

3. Обычно у гибридных моделей автомобилей 4-цилиндровый двигатель. В этих системах используются различные технологии экономии топлива, такие как регулируемые фазы газораспределения (84 процента), четыре клапана на цилиндр (90 процентов) и конструкция двигателя с двумя верхнерасположенными распределительными валами и верхними клапанами (77 процентов).

4. В дизельных моделях обычно непосредственный впрыск топлива (92 процента) и четыре клапана на цилиндр (92 процента). В дизельных двигателях обычно используется турбонаддув, чтобы подать больше воздуха в камеру для достаточного возгорания.

5. Регулируемые фазы газораспределения (67 процентов) и конструкция двигателя с двумя верхнерасположенными распределительными валами и верхними клапанами (75 процентов) также используются в дизельных двигателях за счет повышения эффективности потребления топлива и сокращения выбросов. 

6. Так как большинство гибридных и дизельных моделей – это эконом-сегмент рынка, то в них обычно не используются высокоэффективные технологии, такие как турбонагнетатель, пневматическая подвеска, магнитная подвеска или векторизация крутящего момента.

7. У моделей авто с восьмицилиндровыми V-образными двигателями высокий уровень принятия (67 процентов) среди полноприводных авто по сравнению с тремя другими подсистемами. AWD – хороший вариант для улучшения управляемости транспортного средства.

8. В моделях авто с восьмицилиндровыми V-образными двигателями редко используются дополнительные экологически чистые технологии, такие как запуск двигателя кнопкой «старт-стоп» (19 процентов) и рекуперативное торможение (24 процентов). Возможно, с точки зрения пользователя, эти системы рассматриваются как влияющие на эффективность работы автомобиля. Тем не менее, редакция считает, что в будущем следует ожидать роста принятия этих экологических технологий.

9. Некоторые передовые технологии, которые касаются работы двигателя, на сегодняшний день находятся на ранней стадии принятия в сегментах рынка с высокими эксплуатационными характеристиками, в том числе  регулируемые фазы газораспределения (76 процентов), четыре клапана на цилиндр (71 процент) и конструкция двигателя с двумя верхнерасположенными распределительными валами и верхними клапанами (71 процент), газотурбинный нагнетатель воздуха (29 процентов) и нагнетатель (19 процентов).

10. При сравнении всех четырех систем обеспечения движения становится видно, что более передовые технологии подвески используются в моделях с восьмицилиндровым двигателем, в том числе пневмоподвеска (19 процентов), магнитная подвеска (38 процентов) и векторизация крутящего момента (24 процентов).

11. Модели с восьмицилиндровым V-образным двигателем также имеют относительно высокую скорость принятия (53 процентов).

12. По сравнению с моделями с восьмицилиндровым V-образным двигателем, модели с шестицилиндровым V-образным двигателем имеют более высокий уровень принятия для системы запуска двигателя кнопкой «старт-стоп» (35 процента) и рекуперативного торможения (24 процента). Это явление довольно просто объяснить: наряду с уменьшением объема двигателя производители должны предложить более экономные технологии.

13. В случае с шестицилиндровыми двигателями к наиболее часто используемым технологиям можно отнести прямой впрыск топлива (94 процента) – на 18 процентов больше, чем в случае с шестицилиндровыми двигателями; четыре клапана на цилиндр (100 процентов) – на 29 процентов больше; конструкцию двигателя с двумя верхнерасположенными распределительными валами и верхними клапанами (82 процента) – на 11 процентов больше; и газотурбинный нагнетатель воздуха (35 процентов) – на 6 процентов больше.

14. По сравнению с двигателями V8, уровень принятия некоторых высокоэффективных технологий в двигателях V6  более низкий из-за их сегмента рынка с более низкой ценой, в том числе речь идет о турбонагнетателе (18 процентов) – на 1 процент меньше; пневматической подвеске (12 процентов) – на 7 процентов меньше; магнитной подвеске (12 процентов) – на 26 процентов меньше; и векторизации крутящего момента (24 процентов) – показатель тот же, что и в восьмицилиндровых моделях.

15. Хотя прямой связи между AWD и технологиями двигателей нет, AWD-модели имеют довольно высокий уровень принятия передовых технологий, которые касаются работы двигателя, числе которых прямой впрыск топлива (51 процент), регулируемые фазы газораспределения (77 процентов), четыре клапана на цилиндр (86 процентов), конструкция двигателя с двумя верхнерасположенными распределительными валами и верхними клапанами (86 процентов)  и газотурбинный нагнетатель воздуха (49 процентов) – на 6 процентов больше.

«Топ-десятка технологичных автомобилей» от Spectrum  высоко ценится и обсуждается профессионалами индустрии. Автомобильные любители очень любят обсуждать новинки и тенденции отрасли. И по данным анализа, прогнозы Spectrum достаточно точно передают то, что происходит на рынке сейчас, и прогнозируют, что будет происходить в будущем.




Присоединяйтесь к сообществу Connected Car!
Будьте в курсе последних новостей индустрии.

Подписаться

Каршеринг «Яндекс.Драйв» презентовал новый вид тарифа 2018-02-09

Каршеринг «Яндекс.Драйв» презентовал новый вид тарифа

В каршеринге «Яндекс.Драйв» появился новый тариф с фиксированной стоимостью за поездку. Теперь клиенты могут не переживать из-за пробок на дорогах – у них есть возможность взять в аренду...

Micro Mobility Microlino: электрокары-пузыри снова в моде? 2018-02-05

Micro Mobility Microlino: электрокары-пузыри снова в моде?

Автопроизводители Swiss Micro Mobility Systems AG и Tazzari разработали новый электрический пузырь-авто Micro Mobility Microlino, который можно назвать современным наследником BMW...

Спортивный электромобиль от Porsche сможет заряжаться на 80% за 20 минут 2017-12-29

Спортивный электромобиль от Porsche сможет заряжаться на 80% за 20 минут

Ссылаясь на инсайдерские источники, американский журнал Automobile сообщил новые подробности касательно характеристик электрокара от компании Porsche. Стало известно, что спортивный...

Купить билет