Z tego artykułu dowiesz się:

1. Kto to jest inżynier systemów
2. Co dokładnie inżynier systemów robi w branży motoryzacyjnej
3. Jak zostać inżynierem systemów

Projekty w branży motoryzacyjnej

Projekty w branży motoryzacyjnej są bardzo wielowymiarowe i złożone, co wynika ze złożoności samych nowoczesnych samochodów, różniących się od samochodów sprzed 10-20 lat. Postęp polegał głównie na zwiększeniu bezpieczeństwa, ale także na dodaniu technologii i unowocześnieniu multimediów. Czy to oznacza, że starsze samochody nie były bezpieczne? Były, ale było to tylko bezpieczeństwo pasywne. Bezpieczeństwo pasywne oznacza sprzęt, który działa w trakcie lub po kolizji. Nowoczesne samochody mają aktywne systemy bezpieczeństwa, które powinny zapobiegać wypadkom.

Można zadać sobie pytanie – czy ta technologia jest skomplikowana? Jednym słowem: BARDZO! W nowoczesnym samochodzie można znaleźć prawie 3 kilometry różnych przewodów.

Technologia stosowana w nowoczesnych samochodach ma za zadanie m.in. chronić kierowcę, pasażerów, a nawet pieszych (aktywnie i pasywnie). Jednocześnie ma zapewniać najwyższy komfort podróżowania i dostarczać rozrywki, czyli sprawiać, by podróżowanie było przyjemne i nie nudne, nawet jeśli za oknem nie dzieje się nic ciekawego.

Kim jest inżynier systemów

Przede wszystkim powinniśmy zacząć od wyjaśnienia różnicy w obowiązkach na tym stanowisku między branżą IT a motoryzacyjną. Jeśli nie zdajesz sobie sprawy z tej różnicy, będziesz zaskoczony podczas rozmowy kwalifikacyjnej.

W branży IT obowiązki inżyniera systemów obejmują:

• zarządzanie i monitorowanie wszystkich zainstalowanych systemów infrastruktury
• instalowanie, testowanie, konfigurowanie i utrzymywanie systemów operacyjnych, oprogramowania aplikacyjnego i narzędzi do zarządzania systemem,
• analizowanie i projektowanie automatyzacji procesów, np. przy użyciu języka C # i Microsoft .NET Framework oraz różnych systemowych interfejsów API,

Powyższe zadania znacznie różnią się od obowiązków inżyniera systemów w branży motoryzacyjnej i naszym zdaniem są bliższe inżynierowi oprogramowania.

Czy w branży IT jest miejsce dla inżyniera systemowego? Tak! Najbliższą rolą byłby Analityk Biznesowy.

Inżynier systemów w motoryzacji

Nie jest łatwo znaleźć jasną, prostą definicję obowiązków inżyniera systemów.
Funkcja ta jest trochę „wszechstronna” – do wszystkiego i dla wszystkich. Często, ze względu na charakterystykę projektu, dwóch inżynierów systemów z pięcioletnim doświadczeniem może mieć zupełnie inną wiedzę i doświadczenie.

W branży motoryzacyjnej inżynier systemów odpowiada głównie za:

• zarządzanie bazą danych wymagań
• analiza wymagań klienta
• uzgadnianie/definiowanie wymagań z klientem
• opracowywanie wymogów systemu
• wspieranie tworzenia architektury systemu lub tylko tworzenie architektury systemu
• zapewnienie zgodności z procesem ASPICE (w kontekście części systemowej)
• wsparcie dla innych kompetencji inżynieryjnych, dla których wymagania systemowe są dokumentami wejściowymi

Jednym z kluczowych zadań inżyniera systemowego jest tworzenie i utrzymywanie bazy danych wymagań, tj. zestawu dokumentów zawierających wizję klienta dotyczącą tego, jak produkt powinien wyglądać i działać, ale także jakie normy i standardy powinien spełniać. Dokumentacja może przybierać różne formy w zależności od klienta.

Wymagania klienta zawarte w dokumentacji są weryfikowane i przypisywane do danej kompetencji (np. mechanicznej, walidacji, oprogramowania, testów, elektrycznej), a następnie dalej weryfikowane przez wcześniej przypisane kompetencje.

Przegląd wymagań jest procesem cyklicznym, rzadkim, a raczej niemożliwym jest scenariusz, w którym wszystkie kwestie zawarte w wymaganiach klienta są jasne dla inżynierów. Na etapie przeglądu wymagań pojawia się wiele pytań / punktów otwartych. Zadaniem inżyniera systemowego jest uzupełnienie luk i wyjaśnienie niejasnych kwestii. Następnie cykl powtarza się ponownie, aż każde wymaganie zostanie zrozumiane, wiemy dokładnie, jak je wdrożyć i jak je przetestować.

Nie zawsze jest to tak proste, jak mogłoby się wydawać. Obowiązkiem inżyniera systemu jest zapewnienie okresowości procesu przeglądu wymagań.

Przydatną rzeczą dla inżyniera systemów są dobrze rozwinięte umiejętności miękkie, musi on być w stanie łatwo dogadać się z ludźmi. Jest to przydatne nie tylko podczas wspomnianego powyżej procesu przeglądu wymagań, ale także podczas negocjacji z klientem. Inżynier systemowy jest najczęściej interfejsem łączącym wizję klienta z innymi inżynierami w projekcie.

Często zdarza się, że podczas analizy wymagań klienta konieczne jest uzyskanie wsparcia od innych kompetencji specjalizujących się w danej dziedzinie (np. oprogramowanie, mechanika, elektryka, walidacja). Wówczas przegląd i analiza wymagań klienta odbywa się w grupie inżynierów, ale to Inżynier Systemowy jest odpowiedzialny za negocjacje i doprecyzowanie wymagań z klientem.

Na przykład:

• Jesteśmy w stanie wykonać operację na danym procesorze, ale można to zrobić w 200 ms, a nie w 100 ms, jak początkowo zapisano w dokumentacji projektowej.
• Wybrane materiały wytrzymają 150 000 cykli powtórzeń podczas testów walidacyjnych, a nie 200 000 cykli określonych w wymaganiach.

Czasami zdarza się, że klient oczekuje rzeczy, które są niemożliwe do zrealizowania w ramach budżetu lub sprzętu określonego dla danego projektu, ale jest tego zupełnie nieświadomy. W takiej sytuacji ponownie przydają się dobrze rozwinięte umiejętności miękkie, ponieważ inżynier systemowy, jako pierwsza linia kontaktu, powinien wyjaśnić tę kwestię z klientem.

Jakość

Kolejnym aspektem obowiązków inżyniera systemów jest zapewnienie jakości produktu. Jakości w postaci tworzenia dokumentacji projektowej zgodnie z normami i standardami obowiązującymi w branży motoryzacyjnej (np. ASPICE). Tutaj wsparcie inżynierów jakości jest niezwykle ważne, ścisła współpraca z „jakością” jest kluczowa do przyjęcia odpowiedniej strategii i w tworzeniu dokumentacji spełniającej wymagane procesy.

Czy to wszystkie obowiązki inżyniera systemów w branży motoryzacyjnej? Oczywiście nie, a często skala obowiązków jest znacznie większa niż opisana powyżej, resztę można zawrzeć w określeniu „współpraca z innymi kompetencjami inżynierskimi” i zależy głównie od charakterystyki realizowanego projektu, a nawet zależy od klienta, dla którego projekt jest realizowany.

Inżynier systemów jest często odpowiedzialny za takie tematy jak:

• Współpraca z fabryką produkcyjną
• Wykonywanie tak zwanych wydań produkcyjnych
• Definicja mapy pamięci dla każdego wydania produkcyjnego
• Wspieranie testów systemowych
• Praca nad ulepszaniem produktu
• Udział w wycenach nowych projektów
• Przeprowadzanie testów pomiarowych
• Prowadzenie warsztatów technicznych z klientem i poddostawcami
• Udział w projektowaniu produktów
• Różne ponowne badania rynku w celu optymalizacji lub legalizacji produktu.

Oczywiście nie są to wszystkie działania i obowiązki wykonywane w ramach roli inżyniera systemów. Na przykład projekt oparty na kamerze do monitorowania wnętrza pojazdu będzie wymagał wielu nagrań do szkolenia i testowania sieci neuronowych. W innym projekcie, np. Body Computer, specjalista ds. systemów będzie zajmował się jedynie wymaganiami, dokumentacją i procesem.

Warto wspomnieć, że w ostatnich latach od inżyniera systemów wymaga się wiedzy z zakresu bezpieczeństwa funkcjonalnego i cyberbezpieczeństwa, przynajmniej na poziomie podstawowym, pomimo faktu, że do objęcia tych zagadnień w projekcie zatrudniani są specjaliści dziedzinowi. Należy również zauważyć, że podczas transformacji AGILE w przemyśle motoryzacyjnym coraz częściej to specjalista ds. systemów pełni funkcję Product Owner/Function Owner.

Jak szerokim spektrum obowiązków może zajmować się inżynier systemów? Biorąc pod uwagę obecną skalę różnorodności projektów realizowanych w celu budowy elektroniki do samochodów, trudno powiedzieć, ponieważ liczba komponentów elektronicznych w samochodach stale rośnie, a każdy z nich może mieć zupełnie inny charakter projektu, a co za tym idzie, zupełnie inny zakres obowiązków Inżyniera Systemów. Wystarczy spojrzeć na poniższą grafikę, aby zrozumieć skalę zaawansowania technologicznego współczesnego samochodu.

Jak zostać inżynierem systemów?

Istnieje wiele możliwości, niektóre osoby z doświadczeniem w branży decydują się na zmianę kariery i wybranie ścieżki inżyniera systemów – najczęściej są to testerzy lub inżynierowie oprogramowania, ale mogą to być również inżynierowie jakości itp.

Kilkuletnie doświadczenie i dobre zrozumienie branży motoryzacyjnej ułatwiają dopasowanie się do roli inżyniera systemów. Dobrym wprowadzeniem do roli specjalisty ds. systemów jest stanowisko inżyniera ds. wymagań. Głównym zadaniem inżyniera wymagań jest pisanie wymagań i przeprowadzanie przeglądów istniejących wymagań. Inżynier wymagań jest dobrym wprowadzeniem do roli inżyniera systemów, ponieważ zadania wykonywane w tej roli częściowo pokrywają zakres obowiązków inżyniera systemów.

Podsumowanie

W branży motoryzacyjnej istnieje wiele różnych ról. Inżynieria systemów nie należy do najłatwiejszych – wymaga wiedzy, doświadczenia i dobrego zrozumienia biznesu oraz zasad branży motoryzacyjnej. Rola inżyniera systemów to przyjemna równowaga między pracą z dokumentacją a pracą z ludźmi. Jeśli jesteś otwarty na różne, często niekonwencjonalne rozwiązania, potrafisz myśleć analitycznie i lubisz pracę z ludźmi, to zdecydowanie jest to coś dla Ciebie.

Duży rozgłos zyskują w tym kontekście inicjatywy podejmowane i realizowane przez polskie firmy. Doskonałym przykładem tego jest lokomotywa wodorowa SM42-6Dn zaprojektowana przez firmę PESA Bydgoszcz. Przyznanie jej homologacji przez Urząd Transportu Kolejowego spotkało się ze sporym zainteresowaniem mediów, nie tylko tych branżowych. Kolej wodorowa rozpala wyobraźnię i daje nadzieję na to, że w ciągu najbliższych dekad znacząco ograniczmy emisyjność transportu kolejowego. Zachęcamy do lektury artykułu, w którym pokrótce opisujemy:

• historię kolei wodorowej
• miejsce, w którym znajdują się polskie przedsiębiorstwa przemysłu kolejnictwa wodorowego – na czele z bydgoską firmą PESA,
• wyzwania i perspektywy związane z rozwojem i upowszechnieniem pociągów na wodór.

Historia
kolei wodorowej – jak rozwijała się ta koncepcja na przestrzeni lat?

Od ponad 20 lat lokomotywy wodorowe oraz inne rozwiązania technologiczne oparte na wykorzystaniu tego paliwa stanowią jedno z kluczowych zagadnień w dyskusji na temat przyszłości transportu kolejowego. Sama koncepcja zastosowania ogniwa wodorowego do napędzania pojazdów jest jednak znacznie starsza. Z jego praktycznym wykorzystaniem w inżynierii mieliśmy do czynienia już w połowie lat 60. XX w., gdy zamontowano je na pokładzie promu kosmicznego, który brał udział w misji Apollo. Poza sektorem kosmicznym rozwiązanie nie okazało się jednak przełomem. Barierą jego rozwoju i upowszechnienia były takie czynniki jak m.in. niski poziom ówczesnej świadomości ekologicznej oraz stosunkowo wysoki koszt technologii.

Jeszcze w latach 90. XX w. zaczęto podejmować próby wdrożenia ogniw wodorowych w autobusach, jednak na początek intensywniejszego rozwoju tej technologii w transporcie publicznym i prywatnym trzeba było poczekać do nowego tysiąclecia. Wystarczy wspomnieć, że za umowną datę pierwszego użycia terminu „kolej wodorowa” przyjmuje się 22 sierpnia 2003 r. Sformułowanie to padło podczas wygłaszania prezentacji „Mooresville Hydrail Initiative” w Centrum Systemów Transportowych Volpe Departamentu Transportu USA w Cambridge. Co ciekawe, pierwsza kopalniana lokomotywa zasilana wodorem została zademonstrowana w Kanadzie w 2002 r. – czyli rok wcześniej. O skali wyzwań związanych z implementacją technologii wodorowej niech świadczy fakt, że na wdrożenie wagonu wodorowego trzeba było poczekać do 2006 roku, a kolejne 12 lat musiało minąć, aby do eksploatacji wszedł model Coradia iLint – pierwszy na świecie komercyjny pasażerski pociąg zasilany wodorem. 17 września 2018 roku dwa pierwsze tego typu pojazdy włączono do użytku w Dolnej Saksonii.

Potencjał kolei wodorowej zauważa wiele krajów dążących do modernizacji swojego transportu szynowego. Inwestycje w pociągi wodorowe lub hybrydowe (wodorowo-elektryczne) są planowane i realizowane m.in. we Francji, we Włoszech czy w Anglii. Dzięki wykorzystaniu tej technologii brytyjskie koleje zamierzają do 2040 roku całkowicie wycofać się z użytkowania pociągów spalinowych. Koncepcją pasażerskiego pociągu wodorowego interesują się również kraje spoza Europy, takie jak np. Kanada, USA czy Korea Południowa. Warto zaznaczyć, że toczą się również prace nad lokomotywami wodorowymi wykorzystywanymi np. do pracy manewrowej na stacjach rozrządowych czy wewnątrz zakładów przemysłowych.

Na jakim etapie są prace nad rozwojem kolei wodorowej w Polsce?

Inwestycje w rozwój pociągów i lokomotyw wodorowych mają miejsce także w Polsce. Warto zauważyć, że priorytetowo pojazdy kolejowe zasilane wodorem stosuje się w roli alternatywy dla pociągów spalinowych na liniach niezelektryfikowanych. Nasz kraj wypada bardzo dobrze na tle średniej unijnej pod względem wskaźnika elektryfikacji linii, przez co mogłoby się wydawać, że zainteresowanie pociągami i lokomotywami wodorowymi będzie mniejsze. Jest to mylne wrażenie – w Polsce mamy do czynienia z niskim poziomem wykorzystania sieci kolejowej, który jest związany m.in. ze ograniczoną obsługą linii niezelektryfikowanych. Jeśli zostaną podjęte decyzje o zwiększeniu stopnia wykorzystania sieci kolejowej, to pociągi wodorowe mogą okazać się bardzo korzystnym rozwiązaniem umożliwiającym obniżenie emisyjności polskiej kolei.

Pracę nad projektem, jakim jest pierwsza polska lokomotywa wodorowa, rozpoczęło kilka lat temu bydgoskie przedsiębiorstwo kolejowe PESA. Rezultatem tego przedsięwzięcia jest lokomotywa manewrowa SM42-6Dn, którą napędzają dwa ogniwa wodorowe. Wyposażono ją w cztery asynchroniczne silniki trakcyjne o mocy 180 kW każdy oraz dostęp do zbiorników wodoru o pojemności 175 kg. Ogniwa wodorowe wytwarzają energię i poprzez baterię trakcyjną zasilają wszystkie cztery silniki. Umożliwia to lokomotywie osiągnięcie maksymalnej prędkości równej 90 km/h. Co istotne, pojemność zbiorników na wodór jest dostosowana w taki sposób, aby jedno tankowanie pozwalało na całą dobę pracy manewrowej. Warto dodać, że lokomotywa manewrowa SM42-6Dn ma wbudowany system rozpoznawania przeszkód oraz system jazdy autonomicznej. Dzięki temu maszynista może jednoosobowo sterować radiowo pojazdem podczas ustawiania składów.

Premiera bydgoskiej lokomotywy zasilanej wodorem miała miejsce podczas Międzynarodowych Targów Kolejowych TRAKO 2021. W połowie 2023 roku została ona dopuszczona do eksploatacji przez Urząd Transportu Kolejowego. W niedalekiej przyszłości powstanie polski pociąg na wodór. Pierwsze składy pasażerskie wykorzystujące ogniwa wodorowe PESA Bydgoszcz planuje uruchomić do 2026 roku.

Dlaczego pociąg wodorowy może zrewolucjonizować transport kolejowy?

Dążenie do redukcji emisyjności transportu kolejowego sprawia, że coraz więcej krajów przeznacza duże środki finansowe na rozwój pociągów wodorowych. Co sprawia, że w tej technologii pokładane są tak duże nadzieje?

Bezpieczeństwo i wydajność energetyczna

Jednym z głównych powodów, dla których kolej wodorowa cieszy się tak dużym zainteresowaniem, jest potencjał ekologiczny. Spalanie wodoru nie wiąże się z emisją gazów cieplarnianych. Jedynymiproduktami ubocznymi jego wykorzystania jako paliwa są ciepło i woda.

Bezpieczeństwo i wydajność energetyczna

Dużą zaletą ogniw wodorowych jest ich wydajność energetyczna. Wynika to w dużej mierze z charakterystyki wodoru, który w odniesieniu do masy cechuje się największą wśród paliw wartością opałową i ciepłem spalania. Co równie istotne, pociągi wodorowe nie ustępują pod względem bezpieczeństwa konwencjonalnym środkom transportu.

Możliwość zastąpienia pociągów spalinowych

Wdrożenie pociągów wodorowych umożliwia redukcję liczby pociągów spalinowych poruszających się po niezelektryfikowanych liniach. W ogólnym ujęciu kolej wodorowa może przyczynić się również do zwiększenia efektywności energetycznej transportu kolejowego, ponieważ lokomotywy wodorowe charakteryzują się dobrą wydajnością, mogąc przemierzać długie trasy bez częstego tankowania.

Redukcja hałasu

Istotnym atutem pociągów wodorowych jest niski poziom emisji hałasu, co ma szczególne znaczenie w kontekście komfortu osób mieszkających niedaleko torów kolejowych.

Efektywna praca w niskich temperaturach

Ogniwa wodorowe, które są podstawą kolejowej technologii wodorowej, charakteryzują się sprawną pracą w niskich temperaturach.

Korzystna alternatywa dla elektryfikacji linii kolejowych

Kolej wodorowa stanowi wartą rozważenia alternatywę dla inwestycji związanych z elektryfikacją linii kolejowych. Ten aspekt ma szczególne znaczenie w przypadku rynków takich jak np. Ameryka Północna, gdzie zelektryfikowane linie występują bardzo rzadko.

Uniwersalność

Kwestią, na którą warto zwrócić uwagę w kontekście wykorzystania wodoru w obszarze kolejnictwa, jest także szeroka gama jego zastosowań. W oparciu o tę technologię możliwa jest modernizacja wielu różnych rodzajów transportu szynowego, w tym m.in. kolei pasażerskiej, towarowej czy przemysłowej.

Jakie wyzwania wiążą się z koleją wodorową?

Droga do osiągnięcia celu w postaci opłacalnego i efektywnego wdrożenia pociągów wodorowych nie jest prosta. Jednym z podstawowych problemów, z jakimi należy sobie poradzić, jest konieczność inwestycji w odpowiednią infrastrukturę. Niezbędna jest m.in. rozbudowana sieć stacji tankowania wodoru oraz wyszkolenie odpowiedniej liczby pracowników, którzy będą posiadali wiedzę potrzebną do prawidłowej eksploatacji oraz konserwacji całego systemu.

Kolejnym wyzwaniem związanym z wodorową rewolucją transportu kolejowego jest sposób pozyskiwania samego wodoru. W przypadku części z testowanych do tej pory pociągów zasilanych ogniwami paliwowymi wykorzystywano tzw. wodór szary, mogący być produktem reformingu metanu, zgazowania węgla czy rozbicia wody na poszczególne pierwiastki. Wykorzystanie w tym kontekście energochłonnych i emisyjnych procesów stoi w sprzeczności z ekologicznym zamysłem wodorowej technologii kolejowej. Długofalowym celem jest korzystanie z tzw. zielonego wodoru, który uzyskuje się w procesie elektrolizy z wykorzystaniem energii z odnawialnych źródeł, np. farm wiatrowych czy paneli fotowoltaicznych.

Podsumowanie

Potencjał tkwiący w pociągach wodorowych sprawia, że na inwestycję w tę technologię decyduje się wiele krajów na całym świecie. Bezemisyjność, jaką będą w stanie zapewnić nowoczesne pojazdy szynowe zasilane wodorem, może sprawić, że staną się one w przyszłości fundamentem ekologicznej rewolucji w transporcie kolejowym. Za finansowaniem rozwoju kolei wodorowej przemawiają jednak nie tylko argumenty dotyczące ochrony środowiska. Wśród istotnych atutów pociągów wodorowych można wymienić także m.in. ich wydajność, niski poziom generowanego hałasu, bezpieczeństwo czy efektywną pracę w niskich temperaturach. Opłacalne wdrożenie pojazdów kolejowych wiąże się jednak z pewnymi wyzwaniami, takimi jak np. konieczność stworzenia odpowiedniej infrastruktury, wykształcenie pracowników, a także efektywne pozyskiwanie wodoru zielonego.

Projektowanie pojazdów szynowych zasilanych wodorem jest przedsięwzięciem wymagającym od zajmujących się nim specjalistów odpowiedniego know-how oraz wieloletniego doświadczenia w realizacji zaawansowanych projektów technologicznych z obszaru transportu kolejowego. Znajomość specyfiki tego sektora jest kluczowa, ponieważ charakter produkcji pojazdów szynowych znacząco różni się od standardów, zgodnie z którymi realizowane jest np. projektowanie przemysłowe w branży automotive. W Endego od lat specjalizujemy się w prowadzeniu projektów technologicznych dla firm z branży kolejowej. Z sukcesami współpracowaliśmy z wiodącymi krajowymi przedsiębiorstwami kolejowymi, takimi jak m.in. PESA, czyli twórca pierwszej polskiej lokomotywy wodorowej, czy Polski Tabor Szynowy – Wagon.

Szukasz sprawdzonego zespołu inżynierów, który ma doświadczenie w projektowaniu kluczowych elementów mających wpływ na funkcjonalność, efektywność i estetykę pojazdów szynowych? Skontaktuj się z nami i wspólnie kreujmy przyszłość transportu kolejowego!

Hydrogen-powered vehicles are one of the fastest growing areas in the public transport sector. This is influenced, among other things, by various subsidy programmes to support the implementation of clean public transport. In the remainder of this article, we will analyse, among other things, why there is so much interest in hydrogen buses, what their main advantages are, what their general principle of operation is, and what the current situation is regarding the use of this type of low-emission vehicles in Poland and around the world.

Hydrogen bus – one of the cornerstones of public transport of the future

Increasing the energy efficiency of vehicles and the use of renewable energy are currently among the strategic objectives of European transport and energy policy. The motivation for taking action in this direction is primarily the desire to prevent progressive climate change and an increase in air pollution. As road transport is a significant factor negatively affecting urban air quality, public transport has become one of the areas of particular focus in the development of new, greener technologies.

The process of modernising public transport and transforming it towards low-carbon modes of transport has become multifaceted over the years. An important part of the focus in recent decades has been on electromobility, understood mainly as BEVs (Battery Electric Vehicles), i.e. vehicles powered by electricity stored in rechargeable batteries. During this time – somewhat in the shadows, one might say – there has also been systematic progress in the use of hydrogen technology for propulsion in buses and trams. This has been fostered by various initiatives such as, among others, the international CHIC project, which aimed to support the market introduction of hydrogen fuel cell buses.

For some time now, we have also been able to observe the rise of public transport based on fuel cells in Poland. On the streets of larger and smaller cities in our country, it is increasingly common to see hydrogen buses running on a regular basis, attracting passengers with modern, ergonomic equipment and practical amenities such as free Wi-Fi or USB sockets for charging phones. The development of the situation in this area is evidenced by one of the indicators for achieving the goals set out in the Polish Hydrogen Strategy until 2030 with an outlook until 2040:

• 100 to 250 buses by 2025,
• 800 to 100 buses by 2030.

It is worth asking at this point why such high hopes are being pinned on hydrogen buses. The most important factor that determines the belief in the breakthrough nature of this type of vehicle is the many advantages of hydrogen as a fuel. What are the most important advantages of using hydrogen fuel cells to power city buses?

• Short full refuelling times – this is one of the key strengths of hydrogen buses and a very big advantage over strictly electric-based vehicles. A hydrogen bus (FCEV – Fuel Cell Electric Vehicle) takes on average around 15 minutes to refuel, while a battery bus (BEV) can require up to several hours to recharge (with plug-in chargers).
• Good range – advocates of hydrogen buses point to their high efficiency. Using hydrogen fuel cells, the bus may be able to cover up to 400 kilometres on a single fill-up.
• Low-emission – a very important issue in the context of the continuing interest in modern hydrogen-powered city buses is their environmental credentials. Assuming they use so-called green hydrogen (hydrogen produced by electrolysis of water using renewable energy), their operation does not involve CO2 emissions, making them zero-emission vehicles. However, even in the case of the use of so-called grey hydrogen (hydrogen produced by reforming natural gas or other hydrocarbons derived from oil refining), we can talk about the low-emission performance of the buses using it. In the course of the operation of hydrogen cells, besides electricity, only heat energy and water are produced.
• Safety – a properly designed hydrogen bus is a vehicle that is not only environmentally friendly and economical but also safe. This is due, among other things, to the properties of hydrogen itself, which is much lighter than air and has a high auto-ignition temperature in air of 585°C. This is significantly higher than, for example, petrol, which has an auto-ignition temperature of around 215°C. The lightness of hydrogen means that, in the event of a leak, it instantly becomes airborne, thus reducing the risk of ignition. The high auto-ignition temperature in the air, on the other hand, makes it difficult to initiate the combustion process of hydrogen with air without additional agents, which is important in terms of safety in the event of a collision.
• Low-temperature efficiency – hydrogen buses do not experience a drastic reduction in driving performance at lower temperatures.

There are also other reasons why more and more urban centres are choosing to invest in hydrogen buses. Worth mentioning in this context are:

• the low noise and vibration levels generated by this type of public transport,
• no load on the local power grid,
• various subsidy programmes to support the hydrogen transition of public transport in the area.

How does a modern hydrogen bus work?

Many people do not realise that hydrogen buses are essentially electric vehicles. They use hydrogen fuel cell kits to produce electricity. The by-products of this process are only heat energy and water. The electricity generated is channelled into the bus’s propulsion system and, in the case of many models of these vehicles, into a battery. The purpose of such a battery is to provide support to the hydrogen fuel cells when there is an increased energy requirement of the electric vehicle. Figuratively speaking, then, modern hydrogen buses are in fact electric vehicles with their own 'mini-electric power plants’ on the roofs.

What is the principle behind the hydrogen cells used in buses?

To better understand how a hydrogen bus works, it is worth discussing the operation of the hydrogen fuel cell, which is used to produce the electricity that powers the propulsion system of this modern vehicle. The hydrogen fuel cell consists of three basic components, which include:

• anode, or negative electrode,
• cathode, or positive electrode,
• proton exchange membrane separating the cathode and anode – often in the form of a polymer electrolyte.

The hydrogen fuel cell uses a reverse electrolysis reaction involving oxygen from the air and hydrogen supplied from tanks mounted on the bus. It allows electricity to be generated while the vehicle is in use, producing only heat and water vapour, which is removed to the outside. As a result, no harmful substances are produced. This allows the hydrogen bus to be called emission-free. The electricity produced goes to the vehicle’s propulsion system and to the battery that supports the cells in the event of higher energy demand.

What is the mechanism of the hydrogen bus?

How is a set of hydrogen cells able to power a modern bus? It is a multi-stage process that is worth analysing in detail.

1. The stage that initiates the whole process of energy flow in the vehicle is the supply of oxygen to the hydrogen cell in the form of air purified by special filters and hydrogen from tanks usually located on the roof of the vehicle. The hydrogen is transported to the anode, while the oxygen is transported to the cathode. Importantly, the surfaces of both electrodes are coated with a catalyst.
2. Hydrogen fed to the anode initiates a reaction with the catalyst. Its oxidation occurs, causing it to decay into electrons and protons in the form of hydrogen cations.
3. The proton exchange membrane only allows protons to pass through it, which pass to the cathode side, while it blocks the flow of electrons resulting from the decomposition of hydrogen.
4. Electrons from the oxidation of hydrogen are directed to the cathode by an external electrical circuit, creating a current that is used to drive the bus’ electric motor.
5. When the electrons are transported to the cathode, they bind to the oxygen there and are reduced to oxide anions.
6. Protons resulting from the oxidation of hydrogen pass to the cathode through the membrane, where they react with oxide anions to produce water and heat energy.

The electricity generated by the hydrogen fuel cell kit is supplied to the bus’s electric motor, as well as to the traction battery that acts as a booster. With the electricity produced, the vehicle can move. As a by-product of the cells’ operation, water and heat are removed to the outside.

Hydrogen buses in Poland – what is the current situation?

As a result of investments made in recent years, Poland is slowly becoming an increasingly important player in the European hydrogen bus market. The number of Polish cities served by carriers adding more hydrogen fuel cell buses to their fleets is increasing. Among the vehicles being tested and implemented in our country are hydrogen buses from foreign concerns such as Mercedes, for example, as well as from Polish companies. Crown examples of domestic hydrogen bus models include the NesoBus, produced at the newly established Świdnik plant, as well as the Solaris Urbino 12 Hydrogen.

The NesoBus brand was established as an initiative belonging to the Polsat Plus Group of companies and ZE PAK. The signature bus was designed from the ground up as a hydrogen construction powered by green hydrogen, which makes it an emission-free solution. It is characterised by, among other things:

• impressive range – up to 450 km,
• short refuelling time – up to 15 minutes,
• high efficiency – it can run without refuelling for up to 2 days; it consumes on average about 8 kg of hydrogen per 100 km and its tanks hold 37.5 kg of hydrogen,
• satisfactory capacity – accommodates up to 93 passengers, including up to 37 seated,
• the high quality of the hydrogen fuel cells used, sourced from the leading supplier of this type of solution, Ballard,
• the robustness of the hydrogen tanks – particularly important in terms of vehicle safety – supplied by the specialists in this field, Hexagon,
• an ergonomic, modular design, which allows components of the entire hydrogen system to be replaced in the future with other, better-performing components,
• construction based on the use of modern, lightweight materials and efficient air-conditioning and heating systems – contribute to a reduction in the need for electricity as well as fuel consumption in the form of hydrogen,
• modern design, which was the responsibility of Torino Design, a company with extensive experience of working with the automotive sector.

Also worth noting is the evocative name of the NesoBus, the first four letters of which are derived from the phrase: „No Exhaust Emissions, Cleanses (the air)”. It derives from the fact that this Polish hydrogen bus contributes to the elimination of emissions of harmful substances, including carbon dioxide, nitrogen oxides and particulates, in particular fine PM 2.5. Rybnik, for example, has already decided to implement NesoBuses in its public transport fleet, and in time it will also be possible to see them in Gdańsk or Chełm, for example.

In the field of industrial hydrogen bus design and production, Solaris Bus & Coach is also highly successful. This is borne out by data which shows that this manufacturer’s share of the European hydrogen bus market was as high as 44.5 % in 2023. Polish hydrogen buses Solaris Urbino 12 Hydrogen are an important element of public transport in more than 20 towns and cities located in various countries of the Old Continent, including, among others, the Netherlands, Italy, Germany, Austria or Sweden. In Poland, this model can be found, for example, on the streets of Konin or Poznań. On board the Solaris Urbino 12 Hydrogen, 85 passengers can travel in comfort and safety, including 37 in seating positions. 

It can be said with full conviction that the Polish hydrogen bus 'has more than one name’. Polish companies such as Autosan, Arthur Bus and Pilea, among others, are also involved in the production of this type of modern means of public transport. Local authorities are encouraged to invest in hydrogen-powered buses through various subsidy programmes, including, among others, Green Public Transport, operated by the National Fund for Environmental Protection and Water Management (NFOŚiGW). Other initiatives are also worth mentioning, such as the subsidies offered by the Centre for EU Transport Projects.

In doing so, it should be noted that for the development of public transport based on hydrogen cells, it is not only necessary to invest in the fleet but also in the appropriate infrastructure. This includes, among others:

• hydrogen filling stations – such places already exist, e.g. in Poznań, where near the Miłostowo tram terminus there is a publicly accessible 24/7 hydrogen filling station with three dispensers, set up by Orlen,
• plants for the production of green hydrogen, which would be able to meet the market demand for this element,
• transport infrastructure to ensure the efficient movement of hydrogen from the production site to the individual filling stations.

Harnessing the potential inherent in hydrogen buses requires systemic action and large financial outlays, but the benefits – both in the short and long term – make this the right direction for Poland to take.

Hydrogen buses – an important part of the modern urban fabric

Modern city buses using hydrogen fuel cells combine three aspects that can be summarised as '3 x E’:

• ecology,
• economics,
• ergonomics.

On the one hand, they are low- or – in the case of using green hydrogen – zero-emission electric vehicles whose only by-products are water and heat. On the other hand, they are characterised by good range, high efficiency and short charging times, making them financially viable in the long term. A third, and equally important, is the high level of comfort they provide for the passengers who move with them, including those with disabilities. It is therefore no surprise that an increasing number of Polish cities aspiring to be modern, climate-neutral and friendly to their inhabitants have innovative hydrogen buses on their streets.

Designing vehicles based on hydrogen technology, such as modern city buses equipped with hydrogen cell kits, for example, requires a very high level of interdisciplinary competence from the specialists involved. At Endego, we have many years of experience in leading and implementing technology projects in cooperation with bus manufacturing companies. As part of our comprehensive services, we provide active support at every stage of the respective project: from the development of the initial concept to the start of series production.

Are you planning the design of a modern green energy city bus and need the support of qualified engineers and designers to realise this ambitious project? Get in touch with us!

If you would like to learn more about the technology projects we have completed for bus manufacturers, we encourage you to read another article on our blog: Endego: A revolutionary approach in bus design.

Jedną z istotnych przyczyn wypadków i kolizji drogowych jest rozproszenie uwagi kierowcy. Duża liczba bodźców docierających do osoby kierującej pojazdem utrudnia koncentrację, a często wystarczy chwila nieuwagi, żeby doszło do tragicznego wydarzenia. Środkiem do zaradzenia temu problemowi ma być system ADDW, czyli układ stale monitorujący uwagę kierowcy. Na jakiej zasadzie on działa? 

System ADDW wykorzystuje technologię opartą na podczerwieni oraz kamerach skierowanych na oczy kierowcy, które przy zaistnieniu określonych warunków weryfikują, czy jest skupiony na drodze. Standardowo ma on aktywować się, gdy pojazd przekroczy prędkość 20 km/h, ale producent samochodu może przyjąć również niższy próg inicjacji działania tego rozwiązania. Jeśli ustalona prędkość zostanie przekroczona, system ADDW rozpocznie kalibrację, a następnie będzie monitorować wzrok kierowcy pod kątem trzech obszarów pola widzenia. Należą do nich: 

• dach, a także spoglądanie na boki, 
• spoglądanie do przodu i na boki od przodu (jest to zachowanie oczekiwane od kierowcy), 
• spoglądanie poniżej linii przedniej szyby. 

System ADDW jest szczególnie uwrażliwiony na spoglądanie kierowcy w okolice kolan i stóp pasażera – wynika to z faktu, że zazwyczaj stanowi ono sygnał świadczący o korzystaniu przez kierowcę z telefonu komórkowego podczas jazdy. 

Do zadań systemu ADDW należy nie tylko monitorowanie uwagi osoby prowadzącej pojazd, ale także reagowanie, gdy rozpoznana zostanie utrata koncentracji. Sygnał ostrzegawczy w formie dźwiękowej, wizualnej lub wibracyjnej zacznie być emitowany i będzie zwiększać swoją intensywność, jeżeli: 

• pojazd osiągnie prędkość o wartości z przedziału między 20 km/h a 50 km/h, a kierowca będzie spoglądać poniżej linii przedniej szyby przez ponad 6 sekund, 
• pojazd przekroczy prędkość równą 50 km/h, a kierowca będzie spoglądać poniżej linii przedniej szyby przez ponad 3,5 sekundy. 

Sygnał alarmowy wyłączy się automatycznie po tym, jak wzrok osoby prowadzącej pojazd zostanie skierowany we właściwy obszar. Warto dodać również, że: 

• monitorowane jest nie tylko miejsce skupienia wzroku kierowcy, ale także pozycja jego ramion i głowy – ma to przeciwdziałać zjawisku zasypiania za kierownicą, 
• system ADDW jest zaprojektowany w taki sposób, aby działać zarówno w trakcie dnia, jak i nocą, dzięki czemu zapewnia ochronę przez całą dobę. 

ISA (Intelligent Speed Assistance) – inteligentny asystent prędkości 

Kolejnym istotnym systemem bezpieczeństwa samochodu, który zalicza się do grona rozwiązań ADAS, czyli zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy, jest inteligentny asystent prędkości. Przeznaczeniem tego systemu jest zmuszenie kierowcy do przestrzegania ograniczenia prędkości przyjętego na danym odcinku drogi. Jaki jest model działania inteligentnego asystenta prędkości? 

Do realizacji swoich zadań inteligentny asystent prędkości wykorzystuje informacje pochodzące z układu rozpoznawania znaków drogowych bądź systemu GPS (lub obu tych źródeł). System ISA może funkcjonować w samochodzie w jednej z dwóch wersji: 

• pasywnej – system jedynie informuje kierowcę o tym, że przekroczona została prędkość dopuszczalna, wykorzystując w tym celu emitowany przez 5 sekund sygnał dźwiękowy lub wibracyjny, 
• aktywnej – system ingeruje w prędkość samochodu, obniżając ją do obowiązującego limitu na danym odcinku poprzez zmniejszenie mocy silnika pojazdu. 

Zastosowanie ISA w roli systemu bezpieczeństwa samochodu ma swoje uzasadnienie w tym, że duża część kolizji i wypadków drogowych wynika z niedostosowania prędkości poruszania się aut do obowiązujących ograniczeń.

Systemy wykrywania obiektów podczas cofania 

Istotnymi rozwiązaniami wpływającymi na bezpieczeństwo samochodu, obecnych w nim osób oraz otoczenia, są systemy wykrywania obiektów podczas cofania. Mają one na celu zapobiegnięcie kolizjom z ludźmi i przedmiotami znajdującymi się za pojazdem. Czujniki parkowania i kamery cofania są wykorzystywane w pojazdach już od wielu lat. Nie oznacza to jednak, że w tym obszarze brakuje innowacji. Jakie można wyróżnić inne, jeszcze bardziej nowoczesne elementy bezpieczeństwa w samochodzie, które mają za zadanie wspierać kierowcę w trakcie manewru cofania? 

• System monitorujący ruch poprzeczny podczas cofania 

Duże wsparcie dla osoby, która prowadzi auto wstecz, stanowi system monitorujący ruch poprzeczny podczas cofania. Zapewnia on szerszy wachlarz możliwości niż standardowa kamera cofania z czujnikami parkowania, umożliwiając identyfikację aut i pieszych zbliżających się do samochodu z lewej lub prawej strony. Ten system jest cennym udogodnieniem w wielu codziennych sytuacjach, np. podczas wyjeżdżania tyłem z miejsca parkingowego na jezdnię. Wykrywa on nadjeżdżające samochody lub nadchodzących pieszych i wydaje sygnał ostrzegawczy, umożliwiając uniknięcie kolizji. 

• Asystent hamowania podczas cofania 

Jednym z najbardziej innowacyjnych systemów bezpieczeństwa wspierających kierowców podczas poruszania się autem w kierunku wstecznym jest asystent hamowania podczas cofania. Jego głównym celem jest wykrywanie zbliżających się obiektów, zanim spostrzeże je osoba prowadząca samochód. System aktywuje się już wtedy, gdy kierowca włącza bieg wsteczny. Korzystając z informacji dostarczanych przez zamontowane z tyłu auta czujniki, system w momencie wykrycia zagrożenia informuje kierowcę o położeniu obiektu znajdującego się za samochodem. Jeśli osoba prowadząca pojazd zignoruje otrzymany alert, asystent hamowania podczas cofania uruchamia hamulce i zatrzymuje samochód w celu uniknięcia kolizji z wykrytym obiektem. 

ACC (Adaptive Cruise Control) – aktywny tempomat z automatyczną regulacją prędkości 

Zastosowanie aktywnego tempomatu zwiększa zarówno komfort jazdy danym samochodem, jak i związany z tym poziom bezpieczeństwa. Umożliwia on automatyczne, bieżące dostosowywanie prędkości auta w zależności od zmieniających się warunków na drodze oraz ustawień zadanych przez kierowcę, np. minimalnego odstępu, jaki ma zostać zachowany względem innych pojazdów. Za sprawą systemu ACC utrzymywana jest bezpieczna odległość pojazdu od innych samochodów poruszających się przed nim. Kiedy one zwalniają, to tempomat sprawia, że auto hamuje, natomiast gdy przyspieszają, to i on zwiększa prędkość pojazdu. 

Warto dodać, że ACC w przypadku samochodów z manualną skrzynią biegów są w stanie zmniejszyć prędkość pojazdu jedynie do określonego pułapu i wymagają ingerencji kierowcy. Z kolei najnowsze aktywne tempomaty, w jakie wyposaża się nowe auta z automatyczną skrzynią biegów pozwalają m.in. na zatrzymanie pojazdu przed światłami drogowymi oraz wprawienie go w ruch w odpowiednim momencie. 

EDR (Event Data Recorder) – samochodowa czarna skrzynka 

Zgodnie z unijnymi przepisami, od 7 lipca 2024 roku każdy pojazd wyprodukowany na terenie UE musi posiadać tzw. samochodową czarną skrzynkę, czyli system EDR. Jej zadaniem jest bieżące rejestrowanie różnych parametrów działania samochodu, przy czym gromadzone przez nią dane są stale nadpisywane po to, aby pamięć urządzenia wystarczyła do zarejestrowania wartości określonych parametrów, takich jak m.in. prędkość pojazdu, czas reakcji kierowcy czy stan pasów bezpieczeństwa, w trakcie wypadku. Sygnałem do rozpoczęcia rejestracji i zapisu danych jest wykrycie niebezpiecznego zdarzenia drogowego przez czujniki systemu ACM. 

Samochodowa czarna skrzynka rejestruje i zapisuje dane dotyczące zdarzeń, które nastąpiły do 5 sekund przed wypadkiem, w jego trakcie oraz do 250 milisekund po nim. Gromadzone przez nią informacje mogą się przydać m.in. do: 

• odtworzenia przebiegu zdarzenia drogowego w celu wyjaśnienia jego przyczyn i oceny postawy kierowcy podczas postępowania sądowego, 
• analiz wykonywanych przez instytucje zajmujące się badaniem wypadków i kolizji oraz stawiających sobie za cel poprawę bezpieczeństwa na drogach. 

Należy zaznaczyć, że dane rejestrowane przez samochodowe czarne skrzynki są anonimowe i mogą być wykorzystywane wyłącznie w uzasadnionych prawnie przypadkach, za zgodą właściciela pojazdu. 

Poza przedstawionymi wcześniej nowoczesnymi systemami bezpieczeństwa w samochodach istnieje wiele innych rozwiązań mających na celu zwiększenie ochrony użytkowników aut oraz innych uczestników ruchu, wśród których można wyróżnić m.in.: 

• system monitorujący ciśnienie opon TMPS (Tyre Pressure Monitoring System) odpowiadający za weryfikowanie stanu ciśnienia w oponach i bieżące informowanie kierowcy o nieprawidłowościach w tym zakresie, 
• system AFS (Adaptive Frontlight System), czyli adaptacyjny system oświetlenia reflektorowego, który dostosowując się do warunków na drodze, zwiększa bezpieczeństwo samochodu np. w trakcie pokonywania zakrętów, 
• system eCall – ogólnoeuropejski system szybkiego powiadamiania o wypadkach drogowych, który pozwala na automatyczne oraz manualne wezwanie pomocy odpowiednich służb. 

Bezpieczeństwo samochodu jako priorytet projektantów w branży automotive 

Nowoczesne systemy bezpieczeństwa w samochodach stanowią jeden z głównych priorytetów projektantów działających na rzecz firm z sektora automotive. Nieustanne prace trwają zarówno nad udoskonalaniem rozwiązań od lat wykorzystywanych w autach, takich jak np. systemy ABS czy ESP, jak i rozwojem nowych układów bezpieczeństwa, do których zaliczają się m.in. asystent pasa ruchu, system AEB czy systemy wykrywania obiektów podczas cofania. Inicjatywy w tym zakresie wynikają zarówno z autonomicznych decyzji producentów, którym zależy na zwiększeniu atrakcyjności wytwarzanych przez siebie pojazdów, jak i wprowadzanych regulacji prawnych, zobowiązujących koncerny samochodowe do implementacji w swoich produktach określonych rozwiązań mających na celu poprawę ich bezpieczeństwa. 

Projektowanie samochodu pod kątem jego bezpieczeństwa jest skomplikowaną dziedziną, która wymaga od zajmujących się nią specjalistów dużego doświadczenia oraz wysokich kompetencji z wielu obszarów. Niezbędne okazuje się również kompleksowe podejście do projektu technologicznego, stanowiące klucz do opracowania niezawodnych, skutecznych rozwiązań. Jako Endego oferujemy profesjonalne wsparcie wykwalifikowanych inżynierów i projektantów, którzy mają wieloletnie doświadczenie w prowadzeniu i realizacji projektów technologicznych dla firm z sektora automotive.  

Kilka słów o Altair Technology Conference Poland

Altair Technology Conference to cykliczna konferencja organizowana na całym świecie
we współpracy z Altair Engineering – globalną firmą technologiczną dostarczającą rozwiązania w obszarach projektowania i symulacji, analizy danych oraz AI, a także wysokowydajnych obliczeń (HPC). ENDEGO, jako autoryzowany partner i oficjalny dystrybutor oprogramowania Altair krajowym rynku, jest od początku współorganizatorem polskiej edycji tego wydarzenia.  

ATC Poland to unikalne wydarzenie skupiające zarówno osoby codziennie korzystające
z pakietów HyperWorks oraz Inspire, jak i te zainteresowane nowymi technologiami
oraz tematyką analiz numerycznych. Uczestnicy mają okazję poznać najnowsze narzędzia, technologie i metody pracy, a także wysłuchać inspirujących prezentacji i wystąpień z zakresu symulacji wygłaszanych przede wszystkim przez inżynierów praktyków.

Bogaty program konferencji Altair Technology Conference Poland

Wielu uczestników spotkania zwróciło uwagę na wyjątkowo bogaty program konferencji, który obejmował:

• ponad 20 prelekcji prowadzonych przez przedstawicieli przemysłu oraz instytucji badawczo-naukowych, podczas których prezentowane były praktyczne zastosowania oraz możliwości oprogramowania Altair.
• wykład gościa specjalnego, Łukasza Bąka z kanału CaroSeria, który porozmawiał z uczestnikami o przyszłości motoryzacji, ze szczególnym naciskiem na elektryfikację oraz autonomię jazdy.
• unikalną możliwość zobaczenia „na żywo” mobilnej osłony energochłonnej ElipSafe, zaprojektowanej przez Wimed we wspólpracy z Endego w oprogramowaniu Altair. Urządzenie było prezentowane w dwóch odsłonach – przed i po zderzeniu.
• sesje networkingowe.
• wspólną kolację dla wszystkich uczestników wydarzenia.
• wyjątkowe praktyczne warsztaty dla 60 osób, przeprowadzone na przygotowanych specjalnie do tego celu stacjach roboczych, które pozwoliły uczestnikom zapoznać się z najnowszą wersją oprogramowania Altair.

W hotelowym foyer, gdzie odbywały się przerwy kawowe, można było poznać komplementarne rozwiązania oferowane przez partnerów konferencji: stacje robocze od Lenovo oraz produkty do nawigacji 3D od 3Dconnexion. W tej samej przestrzeni były także dostępne komputery, na których można było zapoznać się z wybranym oprogramowaniem Altair.

Wyjątkowa atmosfera networkingu

Altair Technology Conference Poland 2024 nie tylko dostarczyła uczestnikom wiedzy i nowych umiejętności, ale także stworzyła fantastyczną przestrzeń do networkingu. Przerwy kawowe stanowiły idealny moment na nieformalne rozmowy, które często przeradzały się w inspirujące dyskusje na temat bieżących projektów, wyzwań i możliwości współpracy. W luźnej atmosferze można było omówić tematy, na które nie zawsze jest miejsce w formalnych sesjach prezentacyjnych.

Szczególnie cenna była także wieczorna kolacja. Uczestnicy mieli okazję lepiej się poznać i nawiązać bliższe relacje. Atmosfera sprzyjała budowaniu zaufania i otwartości, co jest kluczowe dla długotrwałej współpracy. Rozmowy przy stołach były pełne pasji i zaangażowania, a uczestnicy dzielili się swoimi sukcesami oraz wyzwaniami, co często prowadziło do wymiany wartościowych wskazówek i porad.

Te momenty okazały się niezwykle cenne dla budowania relacji zawodowych i współpracy między różnymi sektorami przemysłu. Nawiązane kontakty mogą zaowocować w przyszłości wspólnymi projektami, innowacyjnymi rozwiązaniami oraz wzajemnym wsparciem w rozwoju zawodowym.

Podziękowania

Serdecznie dziękujemy wszystkim prelegentom za ich cenne wystąpienia oraz uczestnikom za aktywny udział w konferencji. Państwa zaangażowanie i wkład merytoryczny były kluczowe dla sukcesu tego wydarzenia.

Wyrazy wdzięczności kierujemy również do naszych partnerów – firm Lenovo i 3Dconnexion – za ich wsparcie i współpracę, które przyczyniły się do wysokiego poziomu organizacji konferencji.

Specjalne podziękowania kierujemy do firmy Altair za współorganizację tego wyjątkowego wydarzenia.

Materiały z konferencji

Informujemy, że w najbliższym czasie będziemy przypominać Państwu poszczególne prezentacje z ATC Poland. Zachęcamy do śledzenia naszych profili na Facebooku oraz LinkedIn, aby być na bieżąco z najnowszymi informacjami i wydarzeniami.

Do zobaczenia podczas kolejnej edycji Altair Technology Conference Poland!

Przeprowadzone podczas konferencji ankiety pokazują nam, że Altair Technology Conference Poland 2024 spełniła oczekiwania uczestników. Mamy nadzieję, że nasza konferencja była dla Państwa źródłem inspiracji oraz praktycznych wskazówek do dalszego rozwoju zawodowego.

Już teraz zapraszamy do udziału w przyszłych edycjach oraz innych wydarzeniach organizowanych przez Endego. Dziękujemy za Państwa obecność i do zobaczenia podczas kolejnych konferencji!

Zachęcamy do przejrzenia galerii zdjęć z Altair Technology Conference Poland 2024, by ponownie poczuć wyjątkową atmosferę tego wydarzenia.

Aktualnie przeprowadzaniem testów zderzeniowych samochodów zajmują się nie tylko sami producenci, ale także niezależne organizacje, takie jak np. European New Car Assessment Programme (Euro NCAP). W zależności od podmiotu, który przeprowadza testy zderzeniowe, ich lista oraz badane parametry mogą się różnić, aczkolwiek dąży się do tego, aby poddawać pojazdy możliwie kompleksowej weryfikacji i ocenie pod względem odporności oraz bezpieczeństwa zapewnianego kierowcy i pasażerom zarówno podczas kolizji, jak i standardowego użytkowania. Z biegiem lat technologia testów zderzeniowych ewoluuje – powoduje to zwiększenie jakości i wiarygodności takich badań, a także skutkuje intensywniejszymi działaniami koncernów samochodowych na rzecz poprawy bezpieczeństwa swoich aut oraz poszukiwania nowych, lepszych materiałów, które zapewnią skuteczniejszą ochronę użytkownikom samochodów.

W dalszej części tego artykułu wyjaśnimy m.in. czym dokładnie są testy zderzeniowe samochodów, jakie można wyróżnić ich podstawowe rodzaje, jak się je przeprowadza, a także z jakimi innowacjami w zakresie technologii testów zderzeniowych i materiałów mających zwiększyć bezpieczeństwo pojazdów mamy do czynienia w ostatnich latach.

Czym są testy zderzeniowe samochodów?

Niemal każdego dnia docierają do nas informacje na temat wypadków samochodowych, które miały miejsce na polskich lub zagranicznych drogach. Pierwsze tego typu zdarzenie ze skutkiem śmiertelnym miało miejsce już w 1889 roku w Wielkiej Brytanii, a już w XX w. śmiertelne wypadki stały się tragicznym elementem otaczającej nas rzeczywistości. Wraz z rozwojem ruchu samochodowego coraz większy nacisk zaczęto kłaść na kwestię bezpieczeństwa pojazdów, która obecnie stanowi absolutny priorytet dla całego sektora automotive. Naturalnymi konsekwencjami tego trendu są m.in.:

• rozwój technologii testów zderzeniowych oraz regulacji prawnych dotyczących tego obszaru,
• zwiększone starania producentów samochodów w zakresie poszukiwania nowych materiałów i technologii, które mogą poprawić bezpieczeństwo i wytrzymałość wytwarzanych przez nich pojazdów,
• wzrost świadomości samych użytkowników aut, którzy nie tylko kierują się aspektem bezpieczeństwa przy wyborze nowego samochodu, ale także interesują się rozwiązaniami, takimi jak symulator testów zderzeniowy, mającymi na celu uzmysłowienie ryzyka związanego z kolizjami i wypadkami samochodowymi oraz promowanie odpowiedzialności „za kółkiem”.

W procesie zwiększania poziomu bezpieczeństwa aut ogromną rolę odgrywają testy zderzeniowe samochodów (crash-testy). W najprostszym ujęciu są to specjalnie zaprojektowane badania przeprowadzane w ściśle określonych warunkach, które mają jak najdokładniej imitować konkretne sytuacje drogowe, takie jak kolizje czy wypadki. W ramach tych testów badane może być nie tylko zachowanie samego pojazdu pod wpływem oddziaływania na niego określonych sił, ale także skutki, jakie niesie za sobą to oddziaływanie dla kierowców, pasażerów czy np. pieszych. Warto podkreślić, że metody wykorzystywane w przypadku konkretnych testów różnią się nie tylko ze względu na typ symulowanej sytuacji drogowej czy podmiot przeprowadzający dane testy, ale także m.in. z uwagi na rodzaj pojazdu. Przykładowo testy zderzeniowe samochodów ciężarowych będą inne niż aut osobowych, podobnie jak testy pojazdów spalinowych mogą odbiegać od testów, jakim poddawane są auta elektryczne.

Po co są testy zderzeniowe samochodów?

Istnieją różne przyczyny tego, że nowe auta poddaje się testom zderzeniowym. Podstawowym powodem jest chęć weryfikacji bezpieczeństwa i odporności wytwarzanych pojazdów przed wprowadzeniem ich na rynek. Wykrycie niedoskonałości pozwala wprowadzić niezbędne zmiany w projekcie lub technologii produkcji, które umożliwią podniesienie poziomu wytrzymałości auta oraz ochrony, jaką zapewnia ono kierowcy i pasażerom.

Inną przyczyną, która decyduje o ważnym statusie testów zderzeniowych samochodów, są regulacje prawne. Nakładają one na producentów aut obowiązek testowania swoich pojazdów pod kątem spełniania określonych norm zderzeniowych. Niespełnienie tych norm uniemożliwia dopuszczenie testowanego samochodu do ruchu w kraju, na terenie którym obowiązują dane przepisy.

Ważną motywacją, którą kierują się niezależne podmioty specjalizujące się w przeprowadzaniu testów zderzeniowych samochodów, jest uświadomienie potencjalnych użytkowników konkretnych modeli o tym, jak prezentują się one pod względem bezpieczeństwa. Na przykład, dzięki gwiazdkom przyznawanym przez Euro NCAP, osoba zainteresowana zakupem pojazdu może zweryfikować, czy auto, nad którym się zastanawiała, jest w stanie zapewnić jej i jej rodzinie odpowiedni poziom ochrony podczas poruszania się po drogach.

Jak przeprowadza się testy zderzeniowe samochodów?

Za przeprowadzanie testów zderzeniowych odpowiedzialne są zazwyczaj niezależne instytucje. Jednym z najważniejszych podmiotów o tym profilu działalności jest Euro NCAP – European New Car Assessment Programme, którego testom poddawane są auta wielu popularnych marek. Zapoznając się z charakterystyką podstawowych testów zderzeniowych samochodów wykonywanych przez tę instytucję, można lepiej zrozumieć, na czym polegają crash-testy.

Jedną z podstawowych prób, jaką Euro NCAP poddaje testowane przez siebie pojazdy, jest zderzenie czołowe typu off-set (front impact). W jej ramach realizowane są dwa odrębne testy.

• Pierwszy test polega na czołowym uderzeniu całą powierzchnią w nieruchomą ścianę z prędkością równą 50 km/h.
• Drugi test obejmuje zderzenie pojazdu z mobilną przeszkodą, której masa wynosi 1400 kg. Taki dobór parametru przeszkody ma na celu imitację przeciętnego samochodu, z jakim może dojść do kolizji na drodze. Ważne w tym przypadku są dwa szczegóły: prędkość poruszania się auta i przeszkody jest równa i wynosi 50 km/h, a obszar uderzenia wynosi 50% przedniej powierzchni pojazdu.

Kolejną próbą realizowaną przez Euro NCAP jest test zderzenia bocznego (side impact). W tym przypadku badanie polega na uderzeniu bariery o masie 900 kg w bok nieruchomego pojazdu na wysokości środkowego słupka nadwozia. Bariera w trakcie tego testu porusza się z prędkością 50 km/h.

Ważnym elementem zestawu prób przeprowadzanych przez Euro NCAP jest test słupa (pole test). Na czym on polega? Podczas tej próby samochód przemieszcza się bokiem z prędkością 29 km/h i następnie uderza w pionową przeszkodę na wysokości środkowego słupka nadwozia.

Wśród testów Euro NCAP nie mogło zabraknąć również próby zderzenia z pieszym (pedestrian impact). Podczas tego testu symulowane jest potrącenie pieszego przodem auta przy prędkości zderzenia wynoszącej 40 km/h. Rolę pieszego w tym przypadku odgrywa specjalnie skonstruowany manekin, który imituje postać dorosłego lub dziecka.

Należy podkreślić, że powyższe cztery próby nie wyczerpują puli wszystkich testów, jakim mogą być poddawane nowe pojazdy. W ramach crash-testów można tworzyć również symulacje wielu innych sytuacji, takich jak m.in. dachowanie, wjechanie w drzewo czy najechanie auta na tył innego samochodu. Co więcej, instytucje takie jak Euro NCAP poddają samochody również innym testom umożliwiającym rzetelną ocenę ich bezpieczeństwa. Jako przykłady takich testów możemy przytoczyć m.in.:

• test systemów bezpieczeństwa dzieci,
• test asystentów prędkości i systemów przypominających o niezapiętych pasach,
• test systemów automatycznego hamowania,
• test systemów kontroli stabilizacji pojazdu,
• test systemów badających zmęczenie i rozpraszanie się kierowcy.

Wracając jednak do podstawowego zestawu testów zderzeniowych przeprowadzanych przez Euro NCAP, to poddawane im samochody są oceniane poprzez przyznanie odpowiedniej liczby gwiazdek (skala od 1 do 5). Warto zauważyć, że instytucja jest świadoma ciągłego rozwoju testów zderzeniowych – sama bierze w nim czynny udział – dlatego przyznawane przez nią poszczególnym modelom aut oceny nie są „wieczne” – po sześciu latach dochodzi do ich przedawnienia. Pod jakim kątem są oceniane samochody biorące udział w testach Euro NCAP? Procentowej ocenie podlega kilka obszarów, do których zalicza się:

• ochronę dorosłych pasażerów,
• ochronę dzieci,
• ochronę innych uczestników ruchu drogowego,
• systemy asystujące.

Oceny cząstkowe przekładają się później na ogólną liczbę gwiazdek przyznawaną testowanemu modelowi samochodu.

Innowacje w testach zderzeniowych

Dynamiczny rozwój sektora automotive i związany z tym wzrost poziomu bezpieczeństwa i wytrzymałości pojazdów powoduje, że również testy zderzeniowe samochodów muszą ewoluować i stale „podnosić poprzeczkę” badanym autom. Jest to podyktowane również kolejnymi regulacjami, które mają na celu zwiększenia bezpieczeństwa ruchu drogowego oraz jego uczestników. Instytucje specjalizujące się w przeprowadzaniu tego rodzaju testów stale pracują nad rozwojem technologii badawczych, modyfikując zarówno same metody i rodzaje testów, jak i dokładając kolejne czynniki podlegające weryfikacji i ocenie. Na jakie przykłady innowacji w obszarze testów zderzeniowych samochodów warto zwrócić szczególną uwagę?

Modele liczbowe odwzorowujące ludzkie ciało

Istotną rolę w testach zderzeniowych samochodów odgrywają surogaty ludzkiego ciała, czyli manekiny zderzeniowe mające symulować pasażerów. Jest to jeden z obszarów, w którym upatruje się szczególny potencjał rozwojowy, jeśli chodzi o udoskonalanie crash-testów i podnoszenie ich użyteczności. Rozwój w tym zakresie dotyczy nie tylko konstrukcji samych manekinów, ale także np. modeli liczbowych odwzorowujących geometrię i właściwości poszczególnych partii ludzkiego ciała. Jedną z inicjatyw, na które warto zwrócić uwagę, był finansowany przez Unię Europejską projekt THOMO, mający na celu opracowanie modelu liczbowego ludzkiej klatki piersiowej, czyli całego obszaru między głową a brzuchem. Wyniki badań przeprowadzonych w ramach tego projektu pozwoliły lepiej poznać i zrozumieć reakcje ciał ludzkich o różnych parametrach fizycznych na siły oddziałujące na nie podczas zderzeń, co z kolei napędziło rozwój prac nad manekinami zderzeniowymi lepiej prezentującymi się pod względem wierności biologicznej.

Manekiny symulujące sylwetkę kobiety

Ciekawym przykładem innowacji w testach zderzeniowych, która uwzględnia czynnik bagatelizowany przez lata, są manekiny symulujące sylwetkę kobiety. Przez długi czas tego rodzaju modele ludzkiego ciała bazowały zazwyczaj na parametrach i budowie organizmu przeciętnego mężczyzny. Tymczasem szacuje się, że obecnie około połowę kierowców stanowią kobiety, które nie tylko są średnio mniejsze i lżejsze od mężczyzn, ale także charakteryzują się m.in. odmienną siłą mięśni czy kształtem tułowia, miednicy oraz bioder. To wszystko sprawia, że ich organizmy inaczej reagują na obciążenia, z jakimi mają styczność podczas niebezpiecznych zdarzeń drogowych.

Jest to doskonale widoczne na przykładzie zderzeń tylnych o niewielkiej sile, czyli jednego z częstszych typów kolizji na drogach. Badania wskazują, że w przypadku takich kolizji występuje istotna różnica na niekorzyść kobiet, jeśli chodzi o poziom ryzyka wystąpienia urazu kręgosłupa szyjnego. Grupa szwedzkich specjalistów prowadzących te badania pod kierownictwem Astrid Linder opracowała specjalnego manekina, który odwzorowuje ciało przeciętnej kobiety. Jest on wykorzystywany w crash-testach i możliwe, że przyczyni się w niedalekiej przyszłości do większej koncentracji producentów aut, na testowaniu swoich pojazdów pod kątem bezpieczeństwa zapewnianego kobietom. Obecnie niektóre koncerny samochodowe, np. Mercedes-Benz, od lat używają już manekinów symulujących ciało kobiety w testach zderzeniowych wytwarzanych przez siebie pojazdów, ale ze względu na brak odpowiednich regulacji prawych, nie jest to jak do tej pory w pełni powszechna praktyka w sektorze automotive.

Klasyczne rozwiązania zamiast ekranów dotykowych

Przez ostatnie lata producenci samochodów chętnie rozszerzali gamę funkcji w swoich pojazdach, do skorzystania z których wymagana była aktywacja przy użyciu ekranów i powierzchni dotykowych. Miało to na celu nie tylko unowocześnienie designu wnętrz aut, ale także zwiększenie wygody kierowców oraz obniżenie kosztów produkcji. Jak twierdzą jednak specjaliści Euro NCAP, tendencja związana z odchodzeniem od tradycyjnych przycisków i przełączników na rzecz rozwiązań dotykowych w praktyce przyczyniła się do większego rozproszenia uwagi kierowców, a co za tym idzie – wzrostu ryzyka wypadków. Z tego powodu już w 2026 roku warunkiem obligatoryjnym umożliwiającym nowemu modelowi auta pretendowanie do maksymalnej liczby gwiazdek w testach zderzeniowych Euro NCAP będzie stosowanie ręcznych przełączników, dźwigni lub przycisków obsługujących minimum pięć ważnych funkcji, takich jak obsługa:

• kierunkowskazów,
• świateł awaryjnych,
• wycieraczek szyby przedniej,
• klaksonu,
• funkcji połączenia alarmowego SOS.

Wirtualne testy bezpieczeństwa samochodów

Nie da się nie zauważyć, że coraz więcej obszarów naszego życia w pewien sposób wkracza w świat wirtualny. Podobnie jest w przypadku sektora automotive – projektowanie przemysłowe samochodów odbywa się w oparciu m.in. analizy CAE czy modelowanie parametryczne CAD, a rzeczywiste testy zderzeniowe są wspomagane zaawansowanymi symulacjami. Wirtualne testy bezpieczeństwa samochodów niosą za sobą wiele korzyści związanych np. z:

• obniżeniem kosztów – wirtualne testy bezpieczeństwa samochodów pozwalają ograniczyć liczbę rzeczywistych crash-testów, dzięki czemu można zredukować straty związane m.in. z niszczonymi pojazdami,
• możliwością dokładnego przeanalizowania różnych czynników – dzięki symulacjom można sprawdzać, jak dane komponenty będą zachowywać się przy konkretnych parametrach, a także pod wpływem ustalonych sił lub innych czynników oddziałujących na nie, co z kolei pozwala dopracowywać poszczególne elementy samochodu aż do momentu uzyskania optymalnej formy,
• ekologią – redukcja liczby rzeczywistych crash-testów wiąże się również z mniejszą produkcją odpadów w postaci części uszkodzonych aut,
• bezpieczeństwem przeprowadzenia testu – każde, nawet realizowane w kontrolowanych warunkach, rzeczywiste zderzenie pojazdów niesie za sobą pewne ryzyko dla otoczenia, w tym dla aparatury pomiarowej, które nie występuje w przypadku wirtualnych testów bezpieczeństwa.

Aktywny udział w dynamicznym rozwoju wirtualnych testów bezpieczeństwa samochodów mają inżynierowie Toyoty, którzy są autorami systemu THUMS (Total Human Model for Safety). Jest to stale udoskonalany, wirtualny system zderzeniowy, określany potocznie mianem cyfrowych lub wirtualnych manekinów, który pozwala na tworzenie różnych cyfrowych modeli ciała człowieka charakteryzujących się bardzo wysoką dokładnością odwzorowania biologicznego. Opracowany za jego pomocą model może odzwierciedlać nie tylko założony rozmiar czy kształt ciała ludzkiego, ale także m.in. pozycję, gęstość oraz wrażliwość mięśni, kości i organów. Co warto podkreślić, za sprawą THUMS można przygotować np. model dziecka, kobiety w ciąży czy seniora, a następnie śledzić i analizować dane z około 20 milionów punktów na ciele i wewnątrz ciała takiego wirtualnego „pasażera”. Wykorzystując taki model, inżynierowie mają możliwość analizy wpływu różnego typu kolizji i wypadków na konkretne narządy „pasażera”, przy uwzględnieniu tego, w jakim stopniu napięte są jego mięśnie. Tak dokładnych badań nie jesteśmy w stanie przeprowadzić na podstawie – nawet bardzo nowoczesnych – konwencjonalnych manekinów zderzeniowych.

Jakie nowoczesne materiały wykorzystuje się do produkcji bezpiecznych samochodów?

Producenci aut dążący do podwyższenia poziomu ochrony, jaki ich pojazdy zapewniają kierowcom i pasażerom, nieustannie pracują nad eksploracją nowych i udoskonalaniem znanych już materiałów wykorzystywanych do wytwarzania różnych elementów samochodowych. Na jakie materiały warto zwrócić szczególną uwagę w kontekście bezpieczeństwa i wytrzymałości samochodów?

Stal o wysokiej lub bardzo wysokiej wytrzymałości

Jedną z najpowszechniej używanych grup materiałów w przemyśle samochodowym są stale. Wynika to z szeregu zalet tych materiałów, do których zalicza się m.in. wysoką wytrzymałość czy doskonałą energochłonność. Oczywiście, stal stali nierówna, dlatego do produkcji elementów samochodowych odpowiedzialnych za bezpieczeństwo pasażerów, które muszą charakteryzować się szczególnie dobrymi właściwościami wytrzymałościowymi, wykorzystuje się przede wszystkim:

• stale o wysokiej wytrzymałości, takie jak np. BH czy HSLA – stosowane w przypadku m.in. progów, podłóg, słupków bocznych i innych elementów współtworzących strefy kontrolowanego zgniotu,
• stale o bardzo wysokiej wytrzymałości, takie jak np. AHSS – podobnie jak BH czy HSLA stosuje się je do produkcji części samochodowych kluczowych z perspektywy bezpieczeństwa pasażerów, natomiast ich dodatkowym atutem jest to, że mogą przyczynić się do zmniejszenia masy pojazdu (wyjątkowa wytrzymałość pozwala na zastosowanie cieńszych blach).

Tworzywa sztuczne 

Trudno wyobrazić sobie dzisiejszy świat motoryzacji bez wytrzymałych, trwałych i lekkich tworzyw sztucznych. Wykorzystuje się je zarówno w procesie wytwarzania elementów samochodowych zewnętrznych, takich jak np. spojlery czy zderzaki, jak i do produkcji wyposażenia wewnętrznego aut, np. podsufitek, wykładzin czy zagłówków. Jakie tworzywa sztuczne są szczególnie chętnie stosowane do produkcji komponentów odgrywających istotną rolę w kontekście bezpieczeństwa auta? Wśród nich można wyróżnić m.in.:

• polisiarczek fenylenu (PPS), stosowany np. w produkcji pomp, zaworów oraz różnych komponentów układu paliwowego, mających kluczowe znaczenie dla bezpiecznej eksploatacji auta,
• polipropylen z dodatkiem EPDM, wykorzystywany np. w produkcji wytrzymałych zderzaków,
• spieniony polipropylen (EPP), używany do wytwarzania elementów mających za zadanie absorbować energię, np. w drzwiach samochodowych.

Warto dodać, że komponenty wykonane z tworzyw sztucznych często wzmacnia się poprzez tzw. zbrojenie z użyciem różnego rodzaju włókien metalicznych lub ceramicznych, co dodatkowo poprawia ich cechy mechaniczne.

Kompozyty

Inną ważną grupę materiałów, które uwzględnia się w procesie, jakim jest projektowanie samochodu, stanowią kompozyty. Doskonałym przykładem innowacyjnego kompozytu wykorzystywanego m.in. do produkcji elementów nadwozia czy wałów napędowych, jest włókno węglowe. Charakteryzuje się ono nie tylko wysoką wytrzymałością, ale także brakiem podatności na korozję, bardzo niską masą czy unikalną estetyką. Innym kompozytem chętnie stosowanym w sektorze automotive jest Kevlar, czyli włókno aramidowe, w przypadku którego mamy do czynienia z jeszcze lepszymi właściwościami wytrzymałościowymi, a także wysoką odpornością termiczną i odpornością na tarcie oraz wyjątkowo niską wagą. Z uwagi na swoje walory Kevlaru używa się do wzmacniania pasków rozrządu i innych ważnych elementów konstrukcji samochodu.

Bezpieczeństwo a projektowanie samochodów

Coraz bardziej wymagające testy zderzeniowe, a także chęć zapewnienia klientom wysokiej jakości, bezpiecznych pojazdów przy utrzymaniu opłacalności produkcji, wpływa na wieloetapowy proces projektowania samochodu. Dużą rolę obecnie odgrywają w nim m.in. analizy i symulacje komputerowe, które wykorzystuje się zarówno projektując poszczególne elementy auta, jak i cały pojazd. Skupienie na optymalizacji pojedynczych komponentów samochodowych, a następnie prawidłowym zaimplementowaniu ich najlepszej wersji w projekcie auta, jest bardzo istotne w kontekście tego, aby pojazd był w stanie zapewnić swoim użytkownikom wysokie standardy bezpieczeństwa.

Zaprojektowanie, a następnie wdrożenie do produkcji bezpiecznego komponentu samochodowego o pożądanej charakterystyce wymaga kompleksowego podejścia i zaangażowania w dany projekt technologiczny wykwalifikowanego zespołu inżynierów. Jako Endego możemy zapewnić profesjonalne wsparcie ekspertów, posiadających wieloletnie doświadczenie w prowadzeniu i realizacji projektów technologicznych dla sektora automotive. Świadczymy kompleksowe usługi inżynierskie, w ramach których aktywnie uczestniczymy we wszystkich fazach projektu – od przygotowania wstępnej koncepcji do momentu uruchomienia seryjnej produkcji.

Chcesz skorzystać z pomocy kompetentnych inżynierów i projektantów, którzy wesprą Cię w pracach nad komponentami mogącymi przyczynić się do wyraźnej poprawy bezpieczeństwa samochodu projektowanego przez Twoją firmę? Skontaktuj się z nami!

Jakie innowacyjne materiały stanowią przyszłość produkcji samochodów? 

Koncerny samochodowe pragnące wdrożyć w należących do nich zakładach przyjazne środowisku standardy produkcyjne muszą kierować się w swojej działalności zasadami ekoprojektowania oraz projektowania cyrkularnego. Zgodnie z nimi produkcja samochodów powinna zmierzać w kierunku zmniejszenia kosztu środowiskowego pojazdów poprzez m.in.: 

• redukcję ich masy, 
• stosowanie w procesie ich wytwarzania recyklatów i materiałów odnawialnych. 

Producenci aut intensywnie pracują nad innowacyjnymi materiałami mogącymi sprawdzić się w procesie wytwarzania pojazdów, a przy tym spełniającymi odpowiednie kryteria. Jednym z aspektów, na który zwraca się szczególną uwagę w trakcie poszukiwań nowych materiałów do produkcji samochodów, jest ich lekkość. Jednocześnie powinny one być w stanie sprostać innym wymaganiom, związanym m.in. z wytrzymałością czy optymalnymi kosztami wytworzenia. 

W kontekście dbałości o dobrostan środowiska oraz ograniczenia nadmiernej eksploatacji surowców pierwotnych jeszcze istotniejszą rolę odgrywa zwiększenie udziału recyklatów i materiałów odnawialnych w produkcji aut. Znajduje to odzwierciedlenie w regulacjach, jakimi objęte są koncerny samochodowe, które zobowiązują te firmy do uwzględniania w projektach swoich pojazdów materiałów pochodzących z recyklingu. Ma to na celu doprowadzenie do bardziej zrównoważonego wytwarzania aut, zmniejszenia ilości generowanych odpadów oraz większego uniezależnienia się sektora automotive od konieczności pozyskiwania surowców pierwotnych. 

Nowoczesna produkcja samochodów – dlaczego dążymy do obniżenia wagi aut?

Kiedy zagłębimy się w to, jak zmienia się produkcja samochodów na świecie, możemy zauważyć kilka interesujących tendencji. Pierwszym trendem jest to, że auta trafiające na rynek stają się coraz większe. Jeśli porównamy np. aktualne samochody klasy B ze swoimi odpowiednikami sprzed kilku dekad, to dostrzeżemy, że rozmiary wielu współczesnych przedstawicieli tego segmentu przewyższają gabaryty analogicznych, starszych pojazdów. Inny proces, który łatwo zaobserwować, polega na rozbudowie wyposażenia aut. Klimatyzacja czy zaawansowane systemy bezpieczeństwa stały się dzisiaj standardem, z jakim nie mieliśmy powszechnie do czynienia jeszcze kilkanaście lat temu. Co jednak szczególnie interesujące, współczesna produkcja aut podążająca w kierunku zwiększania rozmiarów samochodów oraz rozbudowywania ich wyposażenia, jednocześnie kładzie coraz większy nacisk na to, aby zmniejszać ich wagę przy zachowaniu odpowiedniego poziomu innych parametrów. Jakie są przyczyny tego zjawiska? 

Podstawowym powodem, dla którego firmy starają się, aby ich proces produkcji samochodu uwzględniał wykorzystanie nowoczesnych, lekkich materiałów, są względy praktyczne. Wzrost wagi pojazdów, będący konsekwencją m.in. wspomnianych wcześniej czynników związanych z rozmiarami i wyposażeniem dzisiejszych aut, niesie za sobą szereg negatywnych skutków. Należą do nich: 

• spadek wydajności paliwowej, czyli najprościej rzecz ujmując – wyższe spalanie, 
• zwiększona emisja dwutlenku węgla i innych zanieczyszczeń do atmosfery, 
• obniżenie osiągów samochodu. 

Chcąc więc uzyskać lepsze osiągi oraz wydajność paliwową, a przy tym ograniczyć emisję szkodliwych spalin, producenci starają się obniżać wagę wytwarzanych przez siebie aut. Wiąże się to z koniecznością poszukiwania nowych, lżejszych materiałów, które będą w stanie posłużyć do produkcji komponentów o podobnych lub nawet lepszych właściwościach od tradycyjnych, cięższych odpowiedników. 

Jakie nowoczesne materiały wykorzystuje się do obniżenia masy pojazdu? 

Zastępowanie cięższych materiałów lżejszymi nie jest nowością w produkcji aut. Tę tendencję możemy obserwować od lat, czego dowodem jest coraz większy udział tworzyw sztucznych oraz materiałów kompozytowych w procesie produkcji pojazdów. Istotne wyzwanie, przed jakim stoją firmy z sektora automotive planujące projektowanie samochodu, a następnie jego produkcję, jest znalezienie właściwego balansu między obniżeniem wagi pojazdu, a zachowaniem jego kluczowych właściwości. 

Skalę trudności tego zadania można dobrze zobrazować na przykładzie właściwości stali oraz stopów aluminiowych wykorzystywanych do tworzenia konstrukcji samochodowych. Atrakcyjność stopów aluminiowych w kontekście tworzenia np. elementów karoserii wynika przede wszystkim z ich lekkości, pod względem której wypadają lepiej od stali. Aspekt wagowy nie sprawił jednak, że zrezygnowano z wykorzystywania stali do wytwarzania komponentów samochodowych. Powodem jest jej wyższa niż w przypadku aluminiowych stopów odporność na odkształcenia. Aby zredukować masę elementów stalowych, wykonuje się je np. ze stali niskowęglowej z odpowiednio dobranymi domieszkami, co umożliwia zastosowanie cieńszych, a w konsekwencji lżejszych blach, przy zachowaniu oczekiwanego poziomu wytrzymałości. 

Tworzywa sztuczne 

Bez wątpienia ważną grupą materiałów, dzięki którym masa pojazdu może zostać zredukowana, są różnego rodzaju tworzywa sztuczne. Stanowią one korzystne rozwiązanie zarówno pod kątem funkcjonalnym, jak i ekonomicznym. Jakie można wyróżnić lekkie tworzywa sztuczne, które wykorzystuje się do produkcji samochodów w Polsce i na świecie? 

Na podstawie przytoczonego przykładu można stwierdzić, że nowoczesne projektowanie przemysłowe samochodów zmierza w kierunku zmniejszenia ich wagi. Ma to na celu poprawę wydajności paliwowej oraz osiągów pojazdów, a także ograniczenia emitowanych przez nie spalin. Należy przy tym zauważyć, że redukcja masy aut nie może wiązać się z pogorszeniem ich innych właściwości. Odpowiednio wykorzystane, innowacyjne materiały pozwalają na wytworzenie lżejszych komponentów samochodowych, charakteryzujących się wysoką wytrzymałością oraz dobrze prezentujących się pod kątem szeregu innych parametrów. Na które z tych materiałów warto zwrócić szczególną uwagę? 

• EPP, czyli spieniony polipropylen – ten cechujący się lekkością i wysoką odpornością mechaniczną materiał jest stosowany w procesie produkcji samochodu najczęściej do tworzenia elementów absorbujących energię w np. zderzakach czy drzwiach samochodowych. Znajduje on zastosowanie także w zakresie wytwarzania elementów wewnętrznych auta, takich jak m.in. zagłówki czy wypełnienia siedzeń i bagażników. Warto zauważyć, że EPP da się z powodzeniem łączyć z różnego rodzaju elementami metalowymi oraz tworzywami sztucznymi, przez co można nadawać wytwarzanym z tych materiałów elementom inne pożądane właściwości. 
• Poliuretan – charakterystycznymi cechami tego tworzywa sztucznego są wysoka trwałość, elastyczność oraz odporność na uszkodzenia mechaniczne. Z tego materiału wykonuje się elementy samochodowe z kategorii Exterior, w tym np. spojlery. 
• Ultramid – kolejny przykład lekkiego tworzywa sztucznego, które cieszy się dużym zainteresowaniem w sektorze automotive. Atrakcyjność tego termoplastycznego materiału wynika nie tylko z jego niskiej wagi, ale także wysokiej wytrzymałości, sztywności oraz odporności termicznej. Ultramid może być na różne sposoby wzmacniany, np. z wykorzystaniem włókna szklanego. Producenci wykorzystują ten materiał do tworzenia różnego rodzaju lekkich i bardzo trwałych komponentów samochodowych, m.in. mis olejowych. 

Kompozyty

Grupą nowoczesnych materiałów stosowanych w produkcji samochodów w celu obniżenia ich masy są również kompozyty. Wśród nich szczególnym uznaniem w świecie motoryzacji cieszy się włókno węglowe, które wykorzystuje się m.in. do wytwarzania elementów nadwozia oraz wałów napędowych. Komponenty wykonane z włókna węglowego są drogie, ale wyróżnia je: 

• bardzo mała masa, 
• brak podatności na korozję, 
• wysoka odporność na uszkodzenia mechaniczne 
• wyjątkowa estetyka. 

Warto podkreślić, że włókno węglowe nie jest jedynym lekkim materiałem kompozytowym cieszącym się zainteresowaniem sektora automotive. Innym przykładem kompozytu o niskiej masie, jaki znajduje zastosowanie w przemyśle samochodowym, jest włókno aramidowe, znane szerzej jako Kevlar. Swoją popularność w świecie motoryzacji zawdzięcza m.in.: 

• bardzo niskiej masie własnej – włókna aramidowe są wyraźnie lżejsze nie tylko od stali, ale i włókna węglowego) 
• wysokiej wytrzymałości na rozciąganie i uszkodzenia mechaniczne, 
• wysokiej odporności termicznej, 
• wysokiej odporności na tarcie. 

Jakie zastosowania znajduje włókno aramidowe w produkcji aut? Stosuje się je m.in. do: 

• konstrukcji elementów nadwozi w lekkich samochodach rajdowych, 
• wzmacniania istotnych elementów pojazdu, takich jak np. paski rozrządu, 
• tworzenia okładzin ciernych z włóknem kevlarowym, które umożliwiają skuteczniejszą ochronę sprzęgła w autach sportowych i terenowych.  

Recyklaty i materiały odnawialne – klucz do zrównoważonej produkcji samochodów 

Dążenie do redukcji masy aut nie jest jedynym proekologicznym trendem, jaki możemy zaobserwować w sektorze automotive. Innym kierunkiem, w którym podążają koncerny samochodowe zarówno ze względu na swoje odpowiedzialne podejście do dobrostanu środowiska naturalnego, jak i obligujące je do tego regulacje prawne, jest mobilność cyrkularna. Do jej podstawowych celów należą m.in.: 

• redukcja emisji szkodliwych spalin, 
• zmniejszenie ilości generowanych odpadów, 
• ograniczenie zużycia surowców pierwotnych na rzecz większego wykorzystania surowców wtórnych. 

Intensywne dyskusje na szczeblu europejskim towarzyszące pracom nad nowymi regulacjami dotyczącymi tzw. cyrkularności pojazdów mają swoje uzasadnienie w danych statystycznych. Produkcja samochodów jest według aktualnych wyliczeń jednym z obszarów przemysłu, które w największym stopniu odpowiadają za zużycie zasobów, takich jak m.in.: stal, tworzywa sztuczne, aluminium czy guma. W kontekście tej gałęzi przemysłu wskazuje się także na wysokie zapotrzebowanie np. na szkło czy miedź, a wraz z postępem motoryzacji i rozwojem pojazdów elektrycznych – również na metale ziem rzadkich. Jako sposób na poprawę tej sytuacji wskazuje się przejście sektora motoryzacyjnego na funkcjonowanie wedle reguł charakterystycznych dla gospodarki o obiegu zamkniętym. 

Warto zaznaczyć, że firmy z branży automotive, których celem jest produkcja samochodów zgodna z koncepcją cyrkularności, muszą w kompleksowy sposób podejść do tego zagadnienia. Skuteczna implementacja zasad gospodarki o obiegu zamkniętym wymaga dostosowania do odpowiednich standardów zarówno sposobu projektowania i produkcji aut oraz ich obróbki po wycofaniu z eksploatacji, jak i materiałów stosowanych do wytwarzania pojazdów. Model cyrkularny produkcji jest obecnie wdrażany przez czołowe przedsiębiorstwa w sektorze motoryzacyjnym, takie jak m.in. Volkswagen, Mercedes, Renault czy BMW.  

Bardzo dużą rolę w produkcji samochodów prowadzonej zgodnie z regułami cyrkularności jest większe zastosowanie recyklatów, niż ma to miejsce w tradycyjnych modelach wytwarzania pojazdów. Nowoczesne technologie pozwalają na odzyskiwanie surowców wtórnych, które z powodzeniem można stosować do produkcji komponentów samochodowych bez ryzyka pogorszenia ich istotnych właściwości. Warto zapoznać się bliżej z interesującymi przykładami wykorzystania recyklatów i materiałów odnawialnych do wytwarzania elementów pojazdów. 

Do czego można wykorzystać recyklaty i materiały odnawialne w produkcji samochodów? 

Jednym z koncernów samochodowych pracujących nad spożytkowaniem surowców wtórnych do produkcji komponentów samochodowych jest BMW. W przypadku nowych pojazdów tej marki mamy do czynienia z minimum 20% udziałem tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu w całej masie wykorzystanego plastiku do produkcji danego auta. Wśród przykładów zastosowań recyklatów i materiałów odnawialnych w niektórych najnowszych modelach aut elektrycznych BMW można wyróżnić m.in.: 

• lakiery matowe wyprodukowane z surowców odnawialnych, w tym bioodpadów, 
• materiał Deserttex otrzymywany ze sproszkowanych włókien kaktusa oraz biopoliuretanu, wykorzystywany jako substytut skóry zwierzęcej w przypadku np. tapicerek siedzeń, 
• tworzywa sztuczne pochodzące z recyklingu stosowane do produkcji zderzaków czy osłony podszybia, 
• wykładzinę podłogową wykonaną z połączenia tworzyw sztucznych odzyskanych m.in. ze zużytych sieci rybackich. 

Koncern BMW nie jest oczywiście jedynym, który coraz odważniej korzysta z recyklatów i materiałów odnawialnych w produkcji komponentów do swoich pojazdów. W jaki sposób inni producenci samochodów stosują tego rodzaju rozwiązania w celu ograniczenia negatywnego wpływu swoich aut na środowisko naturalne? 

Firma Ford wykorzystuje plastik pochodzący z butelek PET, nylonu czy wykładzin polipropylenowych do produkcji osłon podwozia i silnika, a także osłon przednich i tylnych nadkoli dla swoich nowych samochodów. Istotnym obszarem proekologicznych działań marki jest także maksymalizacja recyklingu aluminium w zakładach produkcyjnych, dzięki czemu znacząco redukuje ona swoje zapotrzebowanie na surowiec pierwotny. Warto podkreślić także to, że producent wykorzystuje w produkcji różnorodne materiały odnawialne pochodzenia roślinnego, takie jak np. piana sojowa służąca do tworzenia poduszek siedzeń, oparć czy zagłówków.  

Interesującym rozwiązaniem, które opracowała firma Mercedes wraz ze swoimi partnerami, jest olej popirolityczny otrzymywany częściowo ze zużytych opon samochodowych. W połączeniu z certyfikowanym biometanem pozyskiwanym z odpadów rolniczych pozwala on na wyprodukowanie tworzywa sztucznego o bardzo dobrych właściwościach, z którego można wytworzyć różnego rodzaju elementy, takiej jak np. zewnętrzne klamki drzwi. Możliwość wykonania z surowców wtórnych komponentów, które nie odbiegają jakością i parametrami technicznymi od odpowiedników wyprodukowanych z tzw. tworzywa pierwotnego, pozwala wyeliminować konieczność użycia surowych zasobów kopalnych. Warto dodać, że to tworzywo otrzymane na drodze recyklingu może być wykorzystane do produkcji innych części samochodowych, w tym m.in. pochłaniacza uderzeń będącego elementem przedniego pasa pojazdu. 

Przykłady wykorzystania nowoczesnych recyklatów, materiałów odnawialnych oraz innego rodzaju surowców pochodzących z recyklingu w procesie produkcji części samochodowych można mnożyć. W kontekście innych zastosowań tych materiałów, na które należy zwrócić uwagę, warto wspomnieć m.in. o: 

• wsporniku montażowym oraz innych elementach wykonanych z recyklatów, które zostały zastosowane w modelu Audi Q4 e-tron, 
• mikrofibrze Dinamica, otrzymanej w dużej mierze z włókien poliestrowych pochodzących m.in. z przetworzonych butelek PET oraz starych tekstyliów, która w połączeniu ze sztuczną skórą została wykorzystana do wykonania tapicerki foteli sportowych we wnętrzu Audi Q4 e-tron w wersji S line, 
• dywanikach oraz izolacji akustycznej wykonanych z materiałów odzyskanych na drodze recyklingu, które zastosowano w samochodzie Skoda ENYAQ iV, 
• elementach wykończenia wnętrza modelu ID. Buzz marki Volkswagen wykonanych częściowo z recyklatów. 

Podsumowanie 

Produkcja samochodów w Polsce i na świecie przechodzi obecnie stopniową transformację w kierunku ekologii i większego poszanowania zasobów naturalnych. Wiąże się to z nieustannym poszukiwaniem nowych materiałów, które pozwolą firmom z branży motoryzacyjnej zredukowanie negatywnego wpływu wytwarzanych przez nie pojazdów na środowisko przy jednoczesnej poprawie ich wydajności oraz oraz osiągów. 

Jedną z wiodących tendencji we współczesnej produkcji samochodów na świecie jest dążenie do obniżania masy pojazdów. Z czego wynika to, że producenci aut stawiają sobie taki cel? Redukcja masy samochodu korzystnie wpływa na szereg aspektów, takich jak np. wydajność paliwowa czy osiągi auta. Przyczynia się ona również do obniżenia poziomu emisji spalin, dzięki czemu pojazd staje się bardziej przyjazny środowisku. W celu obniżenia wagi swoich pojazdów producenci aut poszukują nowoczesnych lekkich materiałów, które będą w stanie zastąpić cięższe odpowiedniki przy utrzymaniu oczekiwanego poziomu innych właściwości, takich jak np. wytrzymałość czy odporność termiczna. W tej roli doskonale sprawdzają się m.in. kompozyty w postaci włókna węglowego oraz Kevlaru, a także innowacyjne tworzywa sztuczne, np. ultramid. 

Z perspektywy redukcji kosztu środowiskowego pojazdów ważniejsze od obniżenia ich masy ma zwiększenie udziału w ich konstrukcji recyklatów oraz materiałów odnawialnych. Wzrost wykorzystania surowców wtórnych w procesie produkcji aut stanowi również wymóg, jaki na koncerny samochodowe nakładają regulacje prawne. Zwiększone użycie tego rodzaju tworzyw do wytwarzania pojazdów niesie za sobą wiele korzyści, takich jak m.in. redukcja emisji szkodliwych spalin, zmniejszenie ilości generowanych odpadów, a także ograniczenie zużycia surowców pierwotnych. Zintensyfikowane wykorzystanie materiałów pochodzących z recyklingu jest również elementem koniecznym do tego, by produkcja samochodów mogła odbywać się zgodnie z koncepcją mobilności cyrkularnej, którą implementuje u siebie coraz więcej wiodących firm z sektora automotive. 

Jako Endego mamy duże doświadczenie w realizacji projektów technologicznych dla sektora automotive. Oferujemy kompleksowe usługi, w ramach których angażujemy się w każdy etap projektu, począwszy od opracowania wstępnej koncepcji do uruchomienia seryjnej produkcji. Ze wsparcia naszego wykwalifikowanego zespołu mogą skorzystać m.in. firmy chcące obniżyć masę swojego pojazdu, a także zastosować do jego wytworzenia nowoczesne materiały recyklingowe. 

Potrzebujesz wsparcia wykwalifikowanych inżynierów i projektantów z doświadczeniem w sektorze automotive, którzy pomogą Ci opracować niezawodne, lekkie komponenty z recyklatów i materiałów odnawialnych do samochodu projektowanego przez Twoją firmę? Skontaktuj się z nami! 

W obliczu globalnych wyzwań związanych z ochroną środowiska i zrównoważonym rozwojem branża maszyn off-highway stoi przed koniecznością adaptacji do nowych, bardziej surowych standardów efektywności energetycznej. Rozwój technologii i innowacje otwierają nowe możliwości dla producentów sprzętu, pozwalając zmniejszyć negatywny wpływ na środowisko przy jednoczesnym zwiększeniu wydajności operacyjnej oraz obniżeniu kosztów jego eksploatacji.

Rozwiązania dla producentów maszyn off-highway

Wraz z dynamicznym rozwojem branży motoryzacyjnej wzrasta dostępność rozwiązań, pozwalających zwiększyć efektywność energetyczną również w sektorze maszyn off-highway. Adaptacja do nowych trendów w tym przypadku przebiega jednak stosunkowo wolno. Wynika to z faktu, że proste powielenie jednego rozwiązania na zróżnicowane pojazdy terenowe rzadko ma zastosowanie. Dobór odpowiedniej technologii zależny jest zarówno od konstrukcji, masy, przeznaczenia i przypadków użycia czy cykli pracy, a także wymagań mocy oraz momentu obrotowego poszczególnych maszyn.

Istnieje już jednak wiele rozwiązań, które można zastosować, aby dostarczyć bardziej energooszczędne pojazdy pozadrogowe. Poniżej przybliżyliśmy niektóre z nich:

• Innowacje w projektowaniu: rozwój technologii i oprogramowania pozwala na wprowadzenie zmian zwiększających efektywność energetyczną już na etapie opracowywania koncepcji. Wykorzystanie dokładnych symulacji komputerowych niesie ze sobą lepsze zrozumienie cykli pracy oraz maksymalizację wydajności maszyny przy jednoczesnym obniżeniu ilości energii niezbędnej do pracy. Dodatkowo dzięki analizom predykcyjnym można przewidzieć potencjalne miejsca uszkodzeń i awarie sprzętu. Odejście od tradycyjnych kształtów oraz zastosowanie lżejszych materiałów pozwala obniżyć masę pojazdu, a także zredukować opory i ilość zużywanego paliwa – bez straty dla wydajności operacyjnej. Wpływ na zwiększenie efektywności energetycznej maszyn ma również optymalizacja układów napędowych.
• Hybrydowe systemy napędowe: rozwiązania hybrydowe łączą efektywność BEV z zasięgiem tradycyjnych silników, pozwalając na bardziej elastyczne zarządzanie zużyciem energii. Systemy te mogą automatycznie przełączać się między źródłami energii lub łączyć je ze sobą, maksymalizując efektywność operacyjną przy jednoczesnym minimalizowaniu emisji CO2. Silnik elektryczny może z powodzeniem wspierać pracę silnika spalinowego w takcie hamowania czy przyspieszania bądź dostarczać energii dla przystawek roboczych czy wspomagać układ regulowania temperatury w kabinie operatora.
• Elektryfikacja: na rynku pojawia się coraz więcej maszyn off-highway z napędem elektrycznym. Postęp w technologii akumulatorów, w szczególności w zakresie ich trwałości, czasu ładowania i gęstości energii, skutecznie przyczynia się do zwiększenia zakresu zastosowań rozwiązań BEV. Pozadrogowe pojazdy elektryczne są zarówno bardziej ekologiczne, jak i cichsze niż te z silnikiem spalinowym. W rezultacie wykorzystanie BEV w sektorze off-highway redukuje zużycie paliwa oraz emisję szkodliwych substancji. Jednocześnie obniżeniu ulegają koszty operacyjne, gdyż pojazdy akumulatorowe wymagają rzadszego serwisowania i są tańsze w naprawie niż maszyny spalinowe.
• Autonomiczne systemy sterowania: coraz więcej pojazdów wykorzystuje automatyczne zarządzanie pojedynczymi funkcjami lub całymi podzespołami. Przykładem takiego zastosowania jest autonomiczne wyłączanie silnika po określonym czasie bezczynności, które w praktyce pozwala zredukować zużycie paliwa i emisję hałasu. Wraz z rosnącym wykorzystaniem takich rozwiązań popularyzuje się także zdalne sterowanie funkcjami roboczymi maszyn pozadrogowych, a nawet ich bezzałogowa praca. W praktyce pozwala to nie tylko zwiększyć efektywność energetyczną, ale również poprawić bezpieczeństwo i wydajności pracy.
• Adaptacja modeli biznesowych: rozwój technologii to nie tylko innowacje w podzespołach czy projektowaniu. To także nowe możliwości oferowania gotowych rozwiązań takie jak leasing baterii lub pojazd jako usługa (Vehicle-as-a-Service, VaaS). Ich zastosowanie zwiększa otwartość użytkowników końcowych na BEV, a także ułatwia finansowanie takich maszyn.

Rozwiązania dla użytkowników

Nie tylko producenci mają wpływ na zwiększenie efektywności energetycznej maszyn terenowych. Energooszczędność sprzętu zależna jest także od sposobu jego używania oraz innych czynników związanych z zarządzaniem flotą. W drodze do zmniejszenia emisyjności wykorzystywanego sprzętu użytkownicy maszyn off-highway mogą skorzystać przykładowo z poniższych rozwiązań:

• Dobre planowanie i monitorowanie innowacji: strategiczne planowanie i elastyczność są niezbędne by łatwiej adaptować najnowsze technologie. Śledząc na bieżąco zmieniające się trendy i regulacje można szybciej wdrożyć niezbędne rozwiązania, sukcesywnie zwiększając efektywność energetyczną całej floty. Takie podejście pozwala na długoterminowe oszczędności i może przyczynić się do zwiększenia konkurencyjności przedsiębiorstwa.
• Rosnąca dostępność maszyn elektrycznych: wraz ze wzrostem konkurencji oraz świadomości ekologicznej, rośnie również atrakcyjność maszyn akumulatorowych. Coraz więcej producentów decyduje się na wzbogacenie swojego portfolio o pojazdy elektryczne, co ułatwia użytkownikom dopasowanie najwłaściwszego rozwiązania z zachowaniem optymalnych kosztów. W swojej ofercie elektryczne maszyny off-highway mają już .in. JCB, Volvo, Wacker Neuson, Mecalac czy Liebherr.
• Regularna konserwacja pojazdów: właściwy stan techniczny maszyn zapewnia ich optymalną pracę i przyczynia się do zmniejszenia zużycia paliwa. Bieżące naprawy, regularne smarowanie oraz czyszczenie filtrów wpływają na prawidłową wydajność energetyczną użytkowanego sprzętu. Dodatkowo warto wykorzystywać biodegradowalne oleje i smary, które w razie wycieków pozostają obojętne dla środowiska i nie powodują  jego zanieczyszczenia.
• Edukacja i szkolenia: transformacja energetyczna nie jest możliwa bez budowania świadomości i zaangażowania pracowników. Odpowiednie użytkowanie maszyn może znacznie wpłynąć na wzrost ich efektywności energetycznej oraz zmniejszenie negatywnego oddziaływania na środowisko. Dodatkowo w przypadku zastosowania technologii BEV czy pHEV niezbędny jest rozwój kompetencji w zakresie obsługi i utrzymania maszyn elektrycznych oraz hybrydowych. Odpowiednie szkolenie pozwala efektywnie korzystać z najnowszych technologii i w pełni wykorzystać ich potencjał. Buduje także świadomość zalet i możliwości, jakie niosą ze sobą energooszczędne maszyny pozadrogowe.

Holistyczne podejście narzędziem zwiększania efektywności energetycznej maszyn off-highway

Branża maszyn pozadrogowych przeżywa obecnie transformację, napędzaną potrzebą zrównoważonego rozwoju i technologicznymi innowacjami. Dla firm działających w tym obszarze kluczowe stają się umiejętność przewidywania trendów, elastyczność w podejmowaniu decyzji i gotowość do inwestycji w nowe technologie.

Rosnąca presja związana z ochroną środowiska zmusza sektor off-highway do podejmowania istotnych kroków w kierunku poprawy energooszczędności maszyn. Zwiększająca się świadomość ekologiczna, wspierana coraz bardziej restrykcyjnymi przepisami dotyczącymi emisji spalin, otwiera przed producentami niepowtarzalne możliwości transformacji branży w bardziej zrównoważonym kierunku. Jednak w procesie transformacji branży off-highway kluczowe jest nie tylko dostosowywanie konstrukcji oferowanych rozwiązań, lecz również edukacja operatorów oraz utrzymanie wysokich standardów konserwacji. Ostatecznym celem jest osiągnięcie harmonii pomiędzy efektywnością energetyczną a minimalizacją śladu ekologicznego w całym sektorze.

Firmy, które podejmą wyzwanie dostosowania się do nowych standardów, nie tylko będą spełniały oczekiwania rynku, lecz także przyczynią się do tworzenia bardziej zrównoważonej przyszłości. Przedsiębiorstwa te mają szansę kształtować krajobraz całego sektora off-highway, prowadząc go w stronę bardziej efektywnej i ekologicznej eksploatacji maszyn.

Jeżeli poszukują Państwo wsparcia w zakresie projektowania energooszczędnych maszyn off-highway serdecznie zapraszamy do zapoznania się z naszymi doświadczeniem i kompetencjami w tym zakresie oraz do kontaktu.

W trakcie prac projektowych nad grillem samochodu należy zadbać zarówno o jego atrakcyjną formę wizualną, jak i o odpowiednią funkcjonalność. Zadaniem tego elementu jest nie tylko zdobienie nadwozia pojazdu, ale także m.in. zabezpieczenie chłodnicy przed przegrzaniem i uszkodzeniami mechanicznymi. Warto więc zadać pytanie: jak zaprojektować grill samochodowy, aby z jednej strony stanowił efektowną ozdobę auta, a z drugiej był trwały i praktyczny? W artykule odpowiadamy na pytania takie jak: co dokładnie określamy mianem grilla w samochodzie, gdzie on się znajduje, jaką rolę odgrywa w pojeździe, a także jak wygląda proces projektowania tego elementu.

Czym jest grill samochodowy?

Grill samochodowy, określany również jako atrapa lub maskownica, jest jednym z istotnych elementów nadwozia auta. W zależności od zamysłu projektantów może on przyjmować bardzo różne formy. Jednym z popularnych rodzajów maskownic są grille składające się z estetycznie wyprofilowanej ramy wypełnionej siatką z oczkami o określonym kształcie, np. plastra miodu. Innym rozwiązaniem, które jest chętnie stosowane, są stylowe atrapy wyróżniające się pionowymi bądź poprzecznymi, często chromowanymi, elementami.

Maskownicę w samochodzie umiejscawia się zazwyczaj między przednimi reflektorami, gdzie odgrywa rolę osłony chłodnicy. Takie umieszczenie grilla pozwala zapewnić niezbędny przepływ powietrza do chłodnicy i silnika, co wspomaga proces chłodzenia nagrzewających się części ukrytych pod maską samochodu. Użycie atrapy zabezpiecza również komorę silnika przed przedostaniem się do niej zanieczyszczeń, które mogłyby przyczynić się do powstania uszkodzeń i awarii. W niektórych modelach poza główną maskownicą stosuje się także dodatkowe grille, np. przed kołami, w celu chłodzenia hamulców, lub pod przednim zderzakiem.

Mimo że grill w samochodzie pełni różne funkcje użytkowe, to zdaniem wielu osób w praktyce znacznie ważniejsza jest jego wartość wizualna. Jakość i estetyka elementów zewnętrznych auta znacząco wpływa na to, jak dany pojazd prezentuje się w oczach potencjalnych nabywców. Efektowny grill sprawia, że samochód wyróżnia się na tle konkurencji i ma większą szansę zainteresować określoną grupę klientów. Przykładowo – dzięki swojej elegancji i prostocie minimalistyczne maskownice stanowią atrakcyjny element nowoczesnych aut przeznaczonych do użytku miejskiego. Z kolei wyraziste grille, nadające pojazdowi bardziej dynamiczny, agresywny sznyt, stosuje się w samochodach sportowych, które mają przyciągnąć uwagę miłośników intensywniejszej jazdy.

Maskownica w samochodzie – z jakich materiałów może być wykonana?

Wybór materiału, z którego ma zostać wyprodukowany grill samochodowy, zależy od kilku czynników. Wśród nich wyróżnić można m.in.: parametry techniczne i walory estetyczne, jakimi ma charakteryzować się grill oraz oczekiwany koszt produkcji. Jakie materiały wykorzystuje się zazwyczaj w procesie wytwarzania maskownic samochodowych?

Materiały termoplastyczne

Wielu producentów do wytwarzania grilli samochodowych wykorzystuje tworzywa termoplastyczne. Jednym z materiałów z tej grupy, który znajduje zastosowanie w produkcji maskownic do aut, jest ABS, czyli akrylonitryl-butadien-styren. Charakterystyczne dla tego tworzywa są sztywność, a także odporność na uszkodzenia mechaniczne i oddziaływanie wysokich temperatur. Na właściwości wytwarzanych z niego elementów wpływ mają również warunki przetwarzania. Komponenty wykonane poprzez formowanie tworzywa ABS w wysokiej temperaturze zyskują lepszy połysk oraz odporność temperaturową, natomiast proces wytwarzania produktu w niższej temperaturze pozwala zapewnić mu wyższą trwałość. W kontekście grillów samochodowych wykonywanych z tego materiału uwagę zwraca również odporność na korozję oraz niski koszt produkcji.

Kompozyty

Z materiałów kompozytowych wytwarza się przede wszystkim grille do ekskluzywnych modeli samochodów. Szczególnie chętnie producenci sięgają po włókno węglowe, które poza elegancką stylistyką cechuje się również niską masą oraz wysoką odpornością na uszkodzenia mechaniczne. Ten materiał jest również często wybierany przez klientów decydujących się kupić elegancki grill na zamówienie. Wyjątkowe walory maskownic wykonanych z włókna węglowego idą jednak w parze z wyższym kosztem produkcji niż w przypadku np. grilli z tworzyw termoplastycznych.

Jakie funkcje pełni grill w samochodzie?

Maskownica w samochodzie spełnia kilka różnych zadań. Z części z nich wielu użytkowników aut nawet nie zdaje sobie nawet sprawy. Jakie są najistotniejsze funkcje, które spełnia grill samochodowy?

Zapewnienie odpowiedniego przepływu powietrza do chłodnicy

Podstawową rolą, jaką odgrywa grill samochodu, jest zagwarantowanie prawidłowego przepływu powietrza do układu chłodzenia auta. Ma to istotne znaczenie, ponieważ w trakcie jazdy części znajdujące się pod pokrywą komory silnika nagrzewają się, a brak dopływu powietrza z zewnątrz mógłby doprowadzić do ich przegrzania, a w konsekwencji do awarii. Zastosowanie grilla dopasowanego do potrzeb danego modelu pojazdu umożliwia utrzymanie odpowiedniej temperatury pod maską auta i wspomaga chłodnicę w procesie chłodzenia silnika.

Ochrona chłodnicy i silnika przed zanieczyszczeniami

Atrapa samochodowa stanowi swego rodzaju barierę między środowiskiem zewnętrznym a komorą silnika. Jej zadaniem jest ochrona chłodnicy oraz silnika przed różnego rodzaju zanieczyszczeniami, takimi jak np. liście, owady czy małe kamienie, które mogłyby dostać się pod maskę i narazić samochód na uszkodzenia.

Poprawa aerodynamiki samochodu

Aerodynamika ma w projektowaniu pojazdów szczególne znaczenie. Wymaga w efekcie dużej dbałości o sposób wykonania elementów zewnętrznych pojazdu. Konstrukcja i parametry techniczne grilla samochodowego mogą w pewnym stopniu wpływać na to, jak kształtuje się opór powietrza oddziałującego na auto. Ważną rolę odgrywają m.in. kształt i rozmiar otworów w maskownicy, a także jej wysokość oraz szerokość. Należy jednak zaznaczyć, że przy mniejszych prędkościach, z jakimi poruszają się samochody np. w mieście, wpływ grilla na aerodynamikę pojazdu jest znacznie mniej zauważalny.

Kształtowanie estetyki i unikalnego charakteru samochodu

Unikalne „nerki” w przypadku BMW, stylowa „podkowa” w samochodach Bugatti czy charakterystyczny trójkątny kształt w autach Alfa Romeo – bez wątpienia funkcja „wizytówki” marki, a niekiedy także znaku rozpoznawczego konkretnego modelu, to jedno z najważniejszych zadań spełnianych przez grille samochodowe. Maskownica z przymocowanym do niej logo producenta nadaje samochodowi tożsamość i znacząco przyczynia się do kształtowania jego estetyki. Pięknie wykonany grill, który został dobrze dopasowany do stylistyki auta, należy do kluczowych aspektów wpływających na to, jak dany model będą odbierać potencjalni klienci.

Przykładem doskonale obrazującym estetyczne znaczenie maskownicy i stopień przywiązania kierowców do tego elementu jest ewolucja, jaką między pierwszą a drugą generacją przeszedł Nissan Leaf. Pierwsza generacja tego elektrycznego samochodu nie posiadała grilla – pod względem stricte funkcjonalnym maskownica w zasilanym akumulatorowo modelu nie była potrzebna, dlatego podjęto decyzję o jej wyeliminowaniu. To posunięcie spotkało się z niejednoznacznym odbiorem wśród klientów marki. Głos zwolenników tradycyjnego designu był jednak na tyle silny, że już w drugiej generacji modelu Leaf grill wrócił na swoje miejsce, ku zadowoleniu wielu miłośników Nissana.

Funkcja estetyczna, jaką od lat pełnią atrapy samochodowe w samochodach spalinowych, jest trudna do przecenienia. Marki z bogatą historią często decydują się na to, aby korzystać z tego elementu nadwozia również w przypadku aut elektrycznych. Pozwala to zachować estetyczną spójność szczególnie w przypadku modeli dostępnych zarówno w wersji elektrycznej, jak i spalinowej. Na wyeliminowanie maskownic z projektów swoich pojazdów stawiają częściej producenci z krótszym stażem na rynku, czego przykładem może być Tesla i niektóre z jej modeli, które są pozbawione klasycznego grilla.

Jak przebiega proces projektowania grilla samochodowego w Endego?

Stworzenie samochodowego grilla, który będzie łączyć w sobie funkcjonalność i niebanalną estetykę, stanowi dla projektantów i inżynierów nie lada wyzwanie. W Endego posiadamy unikalne know-how oraz duże doświadczenie w obszarze projektowania przemysłowego elementów z kategorii Exterior. Od ponad dekady z sukcesami realizujemy projekty technologiczne z tego zakresu, współpracując z wiodącymi firmami z sektora automotive. Jak wygląda proces projektowania maskownic samochodowych w naszym wykonaniu?

Etapem inicjującym cały proces jest faza Concept Studies. W jej ramach przeprowadzamy szereg działań, takich jak m.in.:

• ustalenie potrzeb oraz wymagań klienta,
• wykonanie analizy porównawczej z funkcjonującymi na rynku konkurencyjnymi rozwiązaniami
• dokonujemy doboru materiałów umożliwiających osiągnięcie oczekiwanych właściwości projektowanego grilla samochodu.

Uzyskane podczas tego etapu informacje są wykorzystywane przy podejmowaniu decyzji oraz realizacji działań w kolejnych fazach projektu.

Po zakończeniu fazy Concept Studies przechodzimy do etapu projektowania, który obejmuje m.in.:

• modelowanie parametryczne CAD,
• wykonanie obliczeń łańcucha tolerancji,
• przeprowadzenie analizy CAE,
• dokonanie weryfikacji wykonalności projektu,
• sporządzenie kompleksowej dokumentacji.

Na tym etapie naszym głównym celem jest zaprojektowanie elementu, który będzie charakteryzować się wymaganymi parametrami technicznymi oraz estetyką dopasowaną do designu i charakteru samochodu.

Kiedy etap projektowania dobiegnie końca, rozpoczynamy fazę prototypowania. Realizowane w jej ramach prace opierają się na tzw. pętlach prototypowych, które składają się z:

• tworzenia modelu 3D,
• produkcji prototypu,
• montażu prototypu,
• walidacji stworzonego modelu.

Cykle prototypowania są przez nas powtarzane do momentu, aż jedna z przygotowanych przez nas wersji grilla w pełni usatysfakcjonuje klienta i zostanie przez niego zaakceptowana.

Kompleksowy rozwój produktu w naszym wykonaniu wiąże się z maksymalnym zaangażowaniem w każdy etap prac: od przygotowania wstępnej koncepcji do uruchomienia seryjnej produkcji. Zwiększamy w ten sposób szansę na to, że realizowany projekt zakończy się pełnym sukcesem. Co istotne, podczas całego okresu trwania współpracy zapewniamy naszym partnerom profesjonalne doradztwo, w tym m.in. wsparcie na żądanie.

Potrzebujesz wsparcia zespołu inżynierów i projektantów z doświadczeniem w projektach z branży automotive, który pomogą Ci opracować stylowy grill będący idealnym dopełnieniem nadwozia projektowanego przez Ciebie samochodu? Skontaktuj się z nami!