Электромобили выходят на финишную прямую для обычных двигателей
Стивен Пенкевич проработал 36 лет в Ford Motor Co. в составе армии инженеров Детройта, которые усовершенствовали двигатель внутреннего сгорания - технологию, восходящую к заре автомобильной эры. Он разработал бензиновые двигатели для семейных автомобилей, а также громовые гоночные машины NASCAR.
Однако к прошлому году ажиотаж улетучился. Его проекты больше не были связаны с существующими технологиями. Все внимание переключилось на электромобили. Пенкевич досрочно вышел на пенсию в декабре в возрасте 59 лет.
«Складывается ощущение, что ты в бригаде технического обслуживания», - сказал он.
Более века автомобилестроители непрерывно оттачивали свои бензиновые и дизельные двигатели, спарринги по которым обеспечивали большую мощность, лучшую топливную эффективность, большую долговечность или более плавную езду.
Некоторые из крупнейших мировых автопроизводителей сжигают двигатель внутреннего сгорания на свалке и инвестируют миллиарды долларов в заводы по производству электродвигателей и аккумуляторов. Вместо экспертов по трансмиссиям они нанимают тысячи инженеров-программистов и экспертов по аккумуляторным батареям.
Переход практически незаметен на этажах выставочных залов. Рабочие места в автомобильной промышленности превращают МГТС из цепочки поставок в производственный цех. Такие эксперты, как Пенкевич, увольняются или рано выходят на пенсию. Производители запчастей, которые делали одни и те же детали для двигателей и трансмиссий, пытались поставлять электрические компоненты на протяжении нескольких поколений.
Профсоюзы в США и Европе, опасаясь резкого сокращения рабочих мест, связанных с производством двигателей и трансмиссий, обращаются к правительствам с просьбой помочь защитить своих членов. United Auto Workers предупредили, что переход на электромобили, производство которых на 30 процентов меньше и для производства требуется меньше деталей, может поставить под угрозу десятки тысяч рабочих мест в США.
По словам инженера Дэйва Ланкастера, который 40 лет работал над разработкой двигателей в General Motors Co. GM 1,26%, это была забавная поездка, но я думаю, что мы выходим на финишную прямую в области обычных двигателей.
Руководители автомобилестроительных компаний в разной степени пришли к выводу, что они не могут соответствовать более жестким требованиям по выбросам выхлопных газов, продолжая модернизацию бензиновых или дизельных двигателей. И они наблюдали, как взлетели акции производителя электромобилей Tesla Inc. TSLA - 0,91% и других венчурных компаний.
Сегодня электромобили составляют менее 5% мировых продаж автомобилей. Mercedes-Benz AG заявила в четверг, что к концу десятилетия собирается перейти на полностью электрическую версию. General Motors Co. заявила, что намерена к 2035 году полностью переоборудовать свою линейку автомобилей на электрические. Руководители говорят, что они не намерены разрабатывать новые газовые двигатели. «Я больше не знаю, где на них тратить деньги», - сказал в прошлом году президент GM Марк Ройсс.
Разработка нового газового двигателя может стоить до 1 миллиарда долларов и требует сотен поставщиков. По данным исследовательской компании IHS Markit, за последние несколько десятилетий автопроизводители по всему миру выпустили от 20 до 70 новых двигателей. В этом году это число упадет ниже 10, а затем, по сути, вернется к нулю, сообщила исследовательская компания.
Сто лет назад электромобили соперничали с паровыми двигателями и двигателем внутреннего сгорания Sogar, чтобы стать предпочтительной трансмиссией для автомобилей. В какой-то момент в США количество автомобилей с электромоторами превосходило количество автомобилей, работающих на бензине.
К началу 1900-х годов такие инновации, как электрический стартер, улучшили газовые двигатели, и выработка электроэнергии за пределами малых городов была недостаточной, сказал Джон Хейтманн, историк из Дейтонского университета, штат Огайо. Частично водородные двигатели выиграли от инноваций Генри Форда на конвейере.
На протяжении десятилетий такие атрибуты, как размер двигателя, форма и способ его охлаждения, стали легендой среди автолюбителей. Инженеры по силовым агрегатам пользовались статусом знаменитостей в автомобильных кругах. Такие двигатели, как рядная шестерка Jaguar и короткий блок V8 от Chevrolet, стали влиятельными брендами, и автомобильные компании строили маркетинговые кампании вокруг своих двигателей.
Закон о чистом воздухе 1970 года был одним из первых вызовов эре бензопотребителей. Это побудило автомобильные компании усовершенствовать свои дизельные и бензиновые двигатели. Они добавили каталитические нейтрализаторы для уменьшения количества дыма, системы впрыска топлива для повышения мощности и эффективности и больше передач для трансмиссий, чтобы двигатели работали более эффективно.
Согласно предварительным данным Агентства по охране окружающей среды (PDF), для модели 2020 года американские автомобили имели в среднем 25,7 миль на галлон, что примерно вдвое больше, чем 13,1 миль на галлон для моделей 1975 года.
По словам Ланкастера, который десятилетиями занимался исследованиями и разработками двигателей в GM, а затем работал с несколькими поставщиками, прежде чем уйти на пенсию в 2019 году, инженерам необходимо проявить больше творчества, чтобы добиться даже небольшого повышения эффективности. Похоже, у нас заканчиваются идеи, сказал он?
Транспортные средства, работающие на газе, могут продаваться дилерам в США в течение многих лет. Даже оптимистичные прогнозы продаж электромобилей не предполагают полного изменения в ближайшие несколько десятилетий. Подключаемые модели стоят гораздо дороже, и возникают вопросы о том, сможет ли электросеть и зарядная инфраструктура удовлетворить спрос.
Многие ли производители автомобилей полностью адаптировали электрооборудование? Акио Тойода, президент Toyota Motor Corp., говорит, что электромобили переоценены и сделают автомобили слишком дорогими.
GM, Volkswagen AG VOW 1.60% Stellantis NV и другие производители автомобилей заявляют, что они больше не откладывают значительные деньги на разработку новых двигателей. Подробно изложив в мае планы по увеличению расходов на газовые двигатели до 30 миллиардов долларов к середине десятилетия, генеральный директор Ford Джим Фарли сказал, что, если электромобили будут заменены электромобилями, они получат лишь дополнительные работы.
И VW, и Ford заявили, что в ближайшее десятилетие им понадобится как минимум полдюжины заводов по производству аккумуляторных элементов. GM планирует один и построила еще три.
Транспортные средства, работающие на газе, механически проще, чем электрические двигатели. В их трансмиссии используется менее 20 движущихся частей по сравнению с сотнями автомобилей с бензиновым двигателем. А автопроизводители могут использовать по существу одинаковую компоновку аккумуляторных элементов и двигателей для питания ряда электрических моделей. Генеральный директор GM Гленнат Барра сравнил клетки с Lego.
Теперь он поддерживает Volkswagen, крупнейшую электрическую компанию в Германии, в ее усилиях по зарядке. Форд нанял израильского инженера и полковника в отставке из отдела электронной разведки, чтобы они использовали данные своих электромобилей. Компания Honda Motor Co. назвала Тошихиро Мибе новым генеральным директором Honda Motor Co. 0,42%.
GM, VW, Ford и другие крупные автопроизводители коллективно наняли тысячи официальных инженеров-программистов за последние несколько лет, наняв разработчиков программного обеспечения и общих специалистов по электрическим системам.
6 января прошлого года GM наняла Джонатана Боленбо для написания программного обеспечения для электромобилей. Он начал с разработки клапанов, используемых в системах подвески гоночных автомобилей GM, и применил навыки работы с программным обеспечением, полученные в рамках этой программы, на электромобилях. Он сказал: «Мы пытаемся сделать так, чтобы все изменилось довольно быстро. Эта отрасль на самом деле больше похожа на технологическую, чем на производство.
У большинства электромобилей есть батареи под полом. Это открыло новые горизонты для дизайнеров; пространство под капотом, где когда-то стоял двигатель, известное как передний багажник или передняя часть. Это пространство особенно привлекательно для покупателей пикапов, говорит Эхаб Кауд, главный дизайнер грузовиков Ford, потому что владельцам обычно приходится покупать коробки или покрывала, чтобы получить закрытое, запираемое пространство.
Новые виды работ, в которых автомобильные компании никогда не нуждались бы ранее, включают специалистов, которые помогают переосмыслить звук автомобиля, поскольку рычание двигателя заменяется относительной тишиной электрического силового агрегата. Бренд Volkswagen Audi поручил инженерам-акустикам разработать программное обеспечение для настройки звуков нового спортивного электрического автомобиля e-tron GT, которое объединяет звук из 32 источников, включая модель вертолета и вентилятор, дующий над куском пластиковой трубы. В результате получается жужжащий звук, который меняется по мере ускорения автомобиля.
Стремительное внимание отрасли к разработке продукции привело к тому, что поставщики, которые давно производили детали для газовых двигателей, спешили изобретать себя заново, и они сталкиваются с новыми конкурентами. Крупные электронные компании, такие как LG Corp. и Panasonic Corp. PCRFY 0,74%, производят детали аккумуляторов для автомобилей со штепсельной розеткой.
«Мы не хотим делать лучший глючный кнут», - сказал Пи Джей Уоллбанк, исполнительный директор Крис Уоллбанк. Wallbank Springs, Inc., поставщик автомобилей в Порт-Гуроне, штат Мичиган.
За 40 лет компания сделала одну деталь: сложную пружину для автоматических трансмиссий, которая используется почти в 10 миллионах новых автомобилей ежегодно. Большинство электромобилей не имеют коробок передач. Wallbank сказал, что он проводит собеседование с кандидатами на должность по развитию бизнеса, чтобы выяснить, можно ли перенести продукт на электромобили.
BorgWarner Inc. была основана в 1928 году для производства шестерен и других компонентов и до сих пор получает почти весь доход от производства деталей для автомобилей с бензиновым двигателем. В начале 2000-х автомобилестроительным компаниям требовались двигатели меньшего размера для достижения более строгих целей по экономии топлива, но они по-прежнему хотели, чтобы автомобили обеспечивали застежку-молния. У BorgWarner было решение - турбокомпрессоры, повышающие мощность.
К 2013 году BorgWarner достигла операционной прибыли и достигла рекордных доходов. Когда вселенная становится электрической, все, что вы делаете, становится бесполезным, вспоминает Кристофер Томас, главный технический директор компании. Это всех шокировало.
Два года спустя BorgWarner начал поглощать небольшие компании, которые производили электродвигатели и другие компоненты. В прошлом году она заключила крупнейшую сделку в своей истории, купив Delphi Technologies, которая была сильна в схемах, передающих энергию на подключаемые к сети автомобили.
Аналитики назвали два больших риска, с которыми сталкивается BorgWarner и другие поставщики: конкуренция со стороны новичков, таких как производители электроники, их собственные клиенты, автомобильные компании, которые самостоятельно разрабатывают компоненты для электромобилей.
В мартовской презентации для инвесторов Фредерик Лиссальде призвал BorgWarner получать 45% доходов от электромобилей к 2030 году. Рынок хочет видеть, что эти ребята - не просто активы сжигания, сказал он в недавнем интервью. Думаю, это займет какое-то время.
По данным исследовательской компании IHS Markit, в 2018 году на долю Volkswagen пришлось около 44% от общемирового количества предприятий по производству автомобилей. Отчет Morgan Stanley в 2019 году показал, что полный переход на электромобили может привести к потере трех миллионов рабочих мест в автомобильной отрасли и обойдется автопроизводителям в десятки миллиардов долларов затрат на реструктуризацию.
Неопределенная судьба рабочих подогревает трудовую напряженность в Германии, где жесткие нормы выбросов побудили автопроизводителей внедрять подключаемые модели быстрее, чем в США. IG Metall, немецкий профсоюз, представляющий примерно 2,2 миллиона рабочих, заявил, что переход на электрооборудование повредил автомобилестроение. - трудоустройство на заводе и призывает к финансируемым государством программам переподготовки, чтобы помочь рабочим автомобильного завода найти работу в аккумуляторных батареях и других областях.
В США профсоюз United Auto Workers, который представляет примерно 400 000 рабочих, готовится попытаться организовать многие из новых заводов по производству электромобилей, которые строятся онлайн, сказал бывший президент Рори Гэмбл в интервью перед своим уходом на пенсию в прошлом месяце. Это включает в себя новые аккумуляторные заводы GM-LG, которые откроются в ближайшие годы.
Если бы UAW победил, рабочим пришлось бы проголосовать «за», и заработная плата, вероятно, была бы намного ниже, чем на автомобильном заводе. Другие аккумуляторные заводы обычно платят от 15 до 18 долларов в час, по сравнению с максимальной почасовой оплатой труда около 30 долларов для рабочего на сборочном заводе, представленного UAW.
В США GM, Ford и Stellantis нанимают около 31 000 сотрудников, поддерживаемых UAW, на десятках заводов по производству двигателей и трансмиссий, или примерно половину их коллективной рабочей силы, согласно данным Центра автомобильных исследований, поддерживаемого отраслью.
Главный производственный директор GM Джеральд Джонсон сказал, что некоторые рабочие места будут меняться по мере того, как компания будет выполнять больше внутренних работ, таких как сборка двигателей и компонентов батарей. Но, по его словам, у всех будет возможность присоединиться к нам, пока мы будем проводить эту трансформацию.
Заводской рабочий Эхсан Аль-Газали был обеспокоен, когда он услышал о стратегии GM по полной ликвидации газовых двигателей к 2035 году. 41-летний мужчина работает на сборочном конвейере на заводе GM недалеко от Детройта, чтобы производить двигатели и трансмиссии, в том числе те, которые используются в Cadillac Escalade.
Он сказал, что надеется, что GM сможет переоборудовать завод для производства аккумуляторов или других деталей, необходимых для электрики. «Мы боимся, что для этого больше не потребуется столько рабочей силы», - сказал он.
