Masa Depan Teknologi Mobil & Mobil - Mobil Hibrida, Listrik & Tanpa Driver

Mobil, semakin tersedia bagi siapa saja, telah mengaburkan perbedaan kelas sosial, memperluas pasar, dan merangsang ekonomi. Industri ini secara langsung mempekerjakan lebih dari 2,6 juta orang dan, menurut Auto Alliance, menyumbang 3% hingga 3,5% dari produk domestik bruto negara (PDB).

Perselingkuhan cinta Amerika dengan mobil terbukti dari jumlah yang dimiliki. Menurut Biro Statistik Transportasi, ada lebih dari 250 juta kendaraan terdaftar di Amerika Serikat pada 2012, atau satu untuk setiap orang Amerika yang berusia di atas 18 tahun. Rata-rata rumah tangga memiliki 1,75 kendaraan. Pengemudi melakukan perjalanan lebih dari 2,8 miliar mil lebih dari 4,5 juta mil jalan dan jalan raya dan 605.471 jembatan di negara itu tahun itu.

Konsumen dapat memilih dari begitu banyak produsen mobil, yang semuanya menghasilkan gaya, model, dan gaya tubuh yang berbeda. Kendaraan kemudian dapat disesuaikan lebih lanjut dengan warna, tipe mesin, transmisi, desain interior, dan jenis roda. Selain itu, ada ribuan toko reparasi mobil, mekanik berperforma tinggi, dan toko penyesuai tubuh yang siap untuk memenuhi impian pemilik mobil..

Dampak Negatif Mobil pada Kehidupan Modern

Untuk semua kontribusinya bagi kehidupan modern, mobil juga telah menimbulkan konsekuensi negatif yang cukup besar bagi individu dan masyarakat secara keseluruhan:

Biaya. Pembelian dan pengoperasian mobil yang sedang berjalan adalah salah satu pengeluaran terbesar yang dilakukan orang pada umumnya seumur hidup. Biro otomotif menyumbang sekitar seperenam dari anggaran keluarga, lebih dari gabungan makanan atau kesehatan dan asuransi, menurut Biro Statistik Tenaga Kerja. BLS melaporkan bahwa pada 2010 rata-rata mobil penumpang di AS berusia 11,4 tahun dan dikendarai sejauh 11.318 mil sambil membakar $ 2.132 untuk gas dan minyak. Selain itu, rata-rata pengemudi menghabiskan $ 787 untuk perbaikan dan pemeliharaan.
Kematian dan Cedera. Menurut Biro Sensus Amerika Serikat, sejak 1990, lebih dari 10 juta kecelakaan yang melibatkan mobil terjadi setiap tahun, menyebabkan lebih dari 30.000 kematian per tahun. Sementara tingkat penurunan setiap tahun - mencerminkan peningkatan dalam desain dan teknologi baru - Administrasi Keselamatan Lalu Lintas Jalan Raya Nasional memperkirakan bahwa biaya kecelakaan pada tahun 2010 adalah $ 871 miliar.
Urban Sprawl. Populasi AS lebih dari tiga kali lipat dari 76 juta orang pada tahun 1900 menjadi 281 juta pada tahun 2000. Namun, menurut sebuah studi Sensus Amerika Serikat tahun 2002, jumlah orang yang tinggal di daerah metropolitan telah menurun secara signifikan sejak tahun 1950. Pada pertengahan abad, lebih lebih dari 7.000 orang menempati satu mil persegi luas tanah; pada tahun 2000, ada kurang dari 3.000 per mil persegi. Penyebaran ini mengurangi efisiensi transit massal dan meningkatkan tekanan untuk membangun jaringan jalan dan jalan raya yang lebih luas.
Kemacetan. Menurut sebuah studi mobilitas Texas A&M 2012, rata-rata penumpang mobil menghabiskan lebih dari 50 jam per minggu duduk di mobilnya terjebak kemacetan. Di kota-kota seperti Los Angeles, Boston, dan New York, kemacetan lebih dari 60 jam per tahun, menyebabkan orang Amerika melakukan perjalanan kumulatif 5,5 miliar jam lebih dari yang diperlukan dan untuk membeli bahan bakar ekstra 2,9 miliar galon.
Polusi. Sementara polusi atmosfer mendahului mobil, sebagian besar ilmuwan sepakat bahwa mobil pribadi kita adalah penyebab utama pemanasan global. Menurut Union of Concerned Scientists, mobil dan truk menyumbang hampir seperlima dari seluruh emisi A.S. - sekitar 24 pon karbon dioksida dan gas pemanasan global lainnya untuk setiap galon gas yang terbakar.

Masa Depan Mobil

Meskipun mobil telah berubah secara signifikan sejak diperkenalkan, langkah peningkatan dalam mobil meningkat - terutama terkait dengan kemajuan untuk memerangi dampak negatifnya. Beberapa futuris memprediksi penampilan otonom - mobil self-driving - dalam dekade berikutnya.

ExtremeTech melaporkan bahwa Mercedes-Benz meluncurkan mobil tanpa pengemudi mereka di Consumer Electronics Show 2015, kendaraan mewah F-105, yang hadir dengan kursi depan yang dapat diputar sehingga pengemudi dan penumpang kursi depan dapat duduk berhadapan dengan bagian belakang. penumpang -seat. Sementara itu, BMW telah menunjukkan EV i3-nya yang parkir sendiri dan dapat mencari garasi parkir untuk ruang terbuka.

Menurut CNBC, beberapa analis memperkirakan bahwa pabrikan baru seperti Google dan Apple akan menggantikan pabrikan mobil massal tradisional seperti General Motors, Ford, Honda, dan Volkswagen dengan kepala mereka memulai teknologi baru. Prediksi lain meliputi:

Lebih sedikit mobil akan dimiliki oleh keluarga karena satu mobil dapat melayani berbagai anggota secara berurutan dan simultan tanpa menunggu pengemudi. Sebagai contoh, sebuah mobil tanpa pengemudi dapat kembali ke pangkalannya setelah mengantarkan seorang pekerja ke kantor dan tersedia untuk mengangkut anggota keluarga lainnya pada siang hari sebelum kembali untuk menjemput komuter di malam hari..
Akan ada peningkatan mobilitas bersama di mana orang menggunakan mobil tanpa memilikinya.

Elemen Perubahan Yang Signifikan

Peningkatan yang signifikan akan mengurangi dampak negatif mobil di masa mendatang. Ini termasuk aspek dan elemen berikut.

Rancangan

Mobil pertama menyerupai kereta kuda yang mereka ganti, kotak sederhana di atas roda. Pabrikan awal hanya memiliki sedikit pengetahuan tentang aerodinamika - resistensi benda yang bergerak di udara, atau "seret." Seret meningkat secara proporsional dengan kecepatan. Bentuk mobil, terutama area depan, secara langsung mempengaruhi energi yang dikonsumsi saat kendaraan bergerak maju.

Efek lain dari peningkatan kecepatan adalah pengangkatan tambahan - kecenderungan bodi mobil naik dari permukaan jalan - dari udara yang mengalir di bawah mobil, mengurangi traksi dan stabilitas selama belokan. Penggunaan terowongan angin telah memandu insinyur desain otomotif untuk mengurangi tepi yang tajam dan meningkatkan perampingan, sehingga mengurangi hambatan, pengangkatan, dan konsumsi energi.

Sebagai akibatnya, merek dan model tampak serupa karena setiap produsen dengan cepat mengadopsi setiap keuntungan yang diperoleh pesaing. Mobil masa depan cenderung lebih pendek dengan lebih banyak kurva sambil mempertahankan atau meningkatkan ruang interior untuk penumpang.

Material

Bobot mobil secara langsung mempengaruhi konsumsi bahan bakar yang digunakan selama operasi. University of Washington melaporkan bahwa penggunaan konstruksi unibody, material ringan, dan mesin yang lebih kecil secara luas mengurangi bobot rata-rata mobil hingga 1.700 pound antara tahun 1975 dan 2009. Namun, banyak keuntungan diimbangi oleh peningkatan ukuran kendaraan dan fungsi tambahan..

Tekanan federal yang berkelanjutan untuk meningkatkan penghematan bahan bakar akan menghasilkan penggunaan baja ringan, aluminium, material komposit, dan plastik yang lebih besar untuk mengurangi berat dan meningkatkan kelaikan tabrakan. Misalnya, bodi Tesla Roadster dibuat dari serat karbon ringan / epoksi komposit yang sekuat baja dan beratnya 30% lebih sedikit. Ketika biaya produksi material turun, lebih banyak produsen akan beralih ke material komposit baru yang revolusioner untuk kendaraan mereka.

Efisiensi Mekanis

Mesin pembakaran internal empat langkah telah menjadi sumber tenaga utama untuk mobil selama beberapa dekade. Selama bertahun-tahun, kemajuan teknologi seperti Cams overhead ganda dengan empat katup dengan timing katup variabel, induksi udara paksa, injeksi bahan bakar, injeksi bahan bakar yang disesuaikan dengan komputer, dan timing katup variabel telah meningkatkan efisiensi dan daya engine.

Meluasnya penggunaan unit kontrol mesin - sebuah komputer on-board yang mengatur waktu pengapian, campuran udara / bahan bakar, dan kecepatan idle - menciptakan efisiensi bahan bakar yang lebih besar dan diagnosis engine yang konstan. Transmisi lebih efisien, berkembang dari pemindahan gigi manual tiga gigi maju dan mundur, menjadi perpindahan otomatis enam ke delapan gigi dan mundur. Hidraulik yang ditingkatkan memungkinkan power steering yang mudah, sementara rem anti-lock secara drastis mengurangi waktu dan ruang berhenti.

Pada 2015, hibrida - kombinasi mesin bensin dan motor listrik - belum menjadi populer di beberapa bagian Amerika Serikat. Menurut Experian Automotive (via Adam Goldfein), satu dari empat hibrida telah terjual di California, jumlah yang lebih besar dari lima negara bagian berikutnya (Florida, Texas, New York, Virginia, dan Washington) digabungkan.

Meskipun sebagian besar produsen mobil utama saat ini menawarkan model hibrida, model Toyota Prius telah mendominasi pasar dengan sekitar 5 juta total penjualan sejak tahun 2000, menurut 24/7 Wall St. Sejak penjualan tahunan mobil AS sejak tahun 2000 telah berkisar serendah 10,4 juta (tahun 2009) hingga 17,4 juta (tahun 2000), hibrida mewakili kurang dari 3% dari total penjualan sejak tahun 2000 dan, menurut Green Car Reports, rata-rata sekitar 3% dari total penjualan tahunan saat ini.

Banyak pengamat percaya bahwa kombinasi berikut ini telah membatasi penjualan hibrida hingga saat ini:

Harga konsumen yang tinggi relatif terhadap model mesin tradisional ($ 5.000 atau lebih untuk mobil yang sebanding)
Lebih sedikit fasilitas servis independen yang mampu melayani atau memperbaiki mobil hibrida atau listrik, yang mengharuskan mobil dirawat oleh dealer penjual
Kurangnya keakraban konsumen dengan teknologi baru
Peningkatan efisiensi bahan bakar mesin gas
Budaya otomotif yang mengidealkan tenaga kuda dan kecepatan jalan raya

Sementara kendaraan listrik murni yang ditenagai oleh sel bahan bakar (bukan hibrida) telah menangkap minat publik, perbaikan sel bahan bakar belum berkembang secepat yang diproyeksikan. Mobil listrik rata-rata memiliki batas mengemudi 150 mil dan membutuhkan 20 hingga 30 menit untuk mengisi ulang.

Sebaliknya, Ford Focus 2015 dengan mesin empat silinder, bahan bakar fleksibel (campuran bensin atau bensin-etanol) dan tangki 12,4 galon dapat menempuh jarak lebih dari 360 mil tanpa pengisian bahan bakar. Sementara mobil listrik dapat menggantikan sumber daya tradisional di masa depan, hasil yang paling mungkin adalah peningkatan popularitas mesin hybrid, transisi logis antara gas dan mesin listrik.

Bahan bakar

Untuk sebagian besar keberadaannya, mobil telah mengandalkan bensin - produk minyak sulingan - untuk bahan bakarnya. Tetraethyl lead secara historis ditambahkan untuk memberikan lebih banyak perlawanan terhadap penyalaan diri, suatu kondisi yang disebut driver sebagai “ketukan” ketika kunci kontak dimatikan. Sejak tahun 1970-an, etanol - bahan bakar terbarukan yang dicampur dengan bensin - telah menggantikan timbal, kombinasi kadang-kadang disebut "bahan bakar fleksibel."

Bahan bakar lain meliputi:

Gas alam terkompresi. Beberapa kendaraan, terutama truk dan bus besar, dirancang untuk beroperasi dengan gas alam terkompresi, bahan bakar fosil yang membakar lebih bersih daripada minyak bumi dan menghasilkan lebih sedikit polutan. Para pendukung seperti pengusaha minyak T. Boone Pickens menganjurkan CNG sebagai alternatif yang lebih baik bagi lingkungan dan lebih murah daripada bensin. Namun, infrastruktur untuk menyediakan CNG sebagai alternatif yang layak untuk negara mobil tidak ada, sehingga membatasi daya tariknya untuk pengendara.
Listrik. Kendaraan listrik dan hibrida semakin umum, dengan penghematan bahan bakar sekitar 33% lebih besar daripada mesin bertenaga bensin. Sementara mobil bertenaga baterai dapat diisi ulang di rumah atau di stasiun pengisian umum, kisaran kendaraan hanya listrik jauh lebih sedikit daripada mobil bertenaga bensin dengan kapasitas penyimpanan 12 galon atau lebih. Peningkatan dalam teknologi baterai lebih lambat dari yang diproyeksikan semula, dan kendaraan bertenaga listrik tetap lebih mahal daripada alternatif bertenaga bensin. Namun demikian, mobil listrik akan terus mengumpulkan pangsa pasar yang lebih besar karena biaya produksi menurun dan keuntungan lingkungan mereka menjadi lebih jelas. Model hybrid yang mengandalkan motor bensin untuk mengisi ulang baterai atau memberi daya pada motor listrik dapat digerakkan lebih jauh dari kendaraan bertenaga bensin, dan mempertahankan keunggulan ekonomi bahan bakar juga.
Hidrogen. Beberapa ilmuwan dan produsen mobil menganjurkan hidrogen sebagai bahan bakar masa depan, terutama untuk manfaat lingkungannya. Pada tahun 2014, Hyundai mulai menyewa kendaraan bertenaga hidrogen pertama di Amerika Serikat, sementara Toyota mengumumkan rencana untuk menjual mobil berbahan bakar hidrogen pertama pada tahun 2015. Sebagian besar produsen utama memiliki mobil bertenaga hidrogen yang sedang dikembangkan. Namun, infrastruktur pengisian bahan bakar yang diperlukan untuk mendukung hidrogen sebagai bahan bakar utama belum ada.

Kecil kemungkinan bahwa setiap bahan bakar pengganti tunggal akan menggantikan bensin sebagai bahan bakar utama mobil sebelum 2025. Mobil listrik dan kendaraan hibrida akan terus mengumpulkan pangsa pasar yang signifikan karena jarak yang ditempuh per muatan listrik meningkat. Harga minyak dunia juga akan sangat mempengaruhi konversi grosir menjadi bahan bakar alternatif. Jika harga berlanjut pada $ 4,00 per galon atau lebih besar, perpindahan ke bahan bakar alternatif akan didorong.

Komunikasi

Komunikasi elektronik antara mobil dan lingkungan tempat mobil itu beroperasi telah mengalami perubahan paling dramatis. Sistem penentuan posisi global (GPS) tersedia di sebagian besar mobil baru, meskipun sebagai barang tambahan bagi banyak orang. Karena sistem ini menjadi standar untuk semua mobil baru, pelacakan kendaraan waktu nyata akan semakin tersedia, serta pemantauan mesin di luar kantor. Sistem GPS sangat penting untuk kendaraan tanpa pengemudi.

Komunikasi kendaraan ke kendaraan (V2V) dan kendaraan ke infrastruktur (V2I) akan menjadi hal yang biasa sehingga mobil secara otomatis akan mengetahui posisi dan pergerakan kendaraan lain, di samping perubahan kondisi jalan. Rambu lalu lintas interaktif dan sinyal lalu lintas akan memberikan komunikasi otomatis dan konstan ke kendaraan yang memungkinkan koreksi kecepatan dan kursus tanpa intervensi pengemudi. Ketika elemen-elemen ini - sudah tersedia secara teknis - diberlakukan, mobil tanpa pengemudi akan menjadi kenyataan.

Jalan dan Jalan Raya

Dalam beberapa dekade mendatang, AS akan membangun kembali infrastruktur yang menua dan mencakup teknologi komunikasi baru. Jalur terbatas untuk truk besar adalah hal biasa di jalan raya saat ini. Berperahu di jalan raya antar negara bagian - mobil individu yang dihubungkan bersama secara elektronik dan bepergian bersama sebagai satu kesatuan - akan menjadi hal yang biasa ketika negara ini membangun kembali jalan raya untuk mengakomodasi kemampuan komunikasi.

Alasan batas kecepatan secara historis adalah sebagai berikut:

Keselamatan Pengemudi. Berkendara dengan kecepatan lebih rendah memungkinkan pengemudi lebih banyak waktu untuk melakukan penyesuaian jika perlu dan mengurangi kekuatan tumbukan. Kecelakaan jalan raya akan berkurang secara drastis karena komputer menggantikan driver manusia, yang pertama melakukan penyesuaian instan saat kondisi jalan dan lalu lintas berubah. Pembaca harus mencatat bahwa Autobahn di Jerman Barat tidak memiliki batas kecepatan atas dan telah mengalami tingkat kematian lalu lintas jauh di bawah Sistem Jalan Raya Antar Negara AS selama bertahun-tahun.
Ekonomi Bahan Bakar. Batas kecepatan 55 mil per jam diberlakukan oleh Pemerintah Federal melalui Emergency Conservation Energy Conservation Act pada 1974 untuk mengurangi konsumsi bensin. Batas dinaikkan menjadi 65 mph pada tahun 1987 dan dicabut pada tahun 1995. Ada sedikit bukti bahwa batas kecepatan yang lebih rendah menghasilkan penghematan bahan bakar nasional yang signifikan.

Ketika infrastruktur jalan raya diganti dan jumlah mobil robot meningkat secara proporsional, batas kecepatan maksimum akan hilang pada tingkat negara.

Keamanan

Keselamatan pengemudi dan penumpang telah meningkat secara dramatis dalam beberapa tahun terakhir melalui desain kendaraan yang lebih baik dan penggunaan airbag yang digunakan secara otomatis. Kontrol lampu sorot otomatis yang tinggi saat ini menjadi standar pada banyak mobil, dan kemampuan penglihatan malam dengan deteksi pejalan kaki otomatis pada model-model mewah mungkin menjadi standar pada tahun 2025. Radar yang dipasang di belakang dan kamera multi-arah, multi-sensing sudah muncul dalam kemewahan model mobil, dan kemungkinan akan menjadi standar di tahun-tahun mendatang.

Sistem kemudi darurat otomatis yang menggabungkan pengereman dan evasive steering akan mengurangi atau menghindari tabrakan berbahaya di masa depan. Nissan Motor Corporation adalah salah satu perusahaan yang mengembangkan perangkat untuk mendeteksi ketidakmampuan pengemudi dalam mengoperasikan kendaraan dengan aman - sensor yang mendeteksi alkohol, kamera untuk memantau ekspresi wajah, atau perangkat lunak untuk mengenali mengemudi yang tidak menentu - untuk penggunaan pada akhirnya.

Kata terakhir

Mobil masa depan akan sama berbeda dari hari ini seperti mobil pertama berbeda dari kuda dan kereta. Mobil tanpa pengemudi akan secara signifikan lebih hemat energi, lebih aman, lebih sedikit merusak lingkungan, dan lebih ekonomis untuk dioperasikan daripada moda transportasi apa pun dalam pengalaman manusia..

Transisi ke masa depan mobil tidak akan cepat, membutuhkan setidaknya selusin atau lebih tahun untuk menggantikan armada mobil yang ada di negara ini. Membangun kembali jalan raya dan jalan raya negara untuk mengakomodasi teknologi baru kemungkinan akan memakan waktu lebih lama karena para pemimpin negara bergulat dengan prioritas nasional yang saling bertentangan. Laju peningkatan teknologi akan terus meningkat, tetapi manfaat dari perbaikan tersebut kemungkinan tidak akan sepenuhnya terealisasi sampai tahun 2050 atau lebih baru.

Prediksi apa yang Anda miliki tentang masa depan mobil?