Dostawca TIER1, któremu renomowany producent OEM zlecił opracowanie kompletnego pojazdu od fazy koncepcyjnej, w tym opracowanie wiązek elektrycznych zgodnie z procesem VOBES i zgodnych z normami OEM (VW6000, VW80000). Wymagało to rozważenia wykonalności i optymalizacji procesu produkcji poszczególnych wiązek, ich montażu w kompletny produkt oraz możliwości instalacji w pojeździe znajdującym się jeszcze na wczesnym etapie rozwoju, przy jednoczesnym zachowaniu wymaganej jakości, minimalizacji jednostkowych kosztów produkcji i zapewnieniu, że części nie będą podatne na zmiany na późniejszych etapach projektu.

Rozwiązanie: Zintegrowany zespół Endego i zaawansowane symulacje

Endego zebrało wyspecjalizowany zespół, aby sprostać tym wyzwaniom. Nasze zadanie obejmowało:

• Wyspecjalizowane zespoły: zespół opracował wiązki WN i NN, zapewniając zgodność z normami VW6000 i VW80000 oraz optymalizując koszty produkcji.
• Zarządzanie projektem: zapewniliśmy kierownika projektu wraz z zespołem do zarządzania projektem, z uwzględnieniem procesów ASPICE i VOBES.
• Symulacje: korzystając z IPS, nasz zespół przeprowadził symulacje termiczne i wytrzymałościowe, testy wirtualne i symulacje dynamiczne uprzęży.
• Komunikacja między działami: aby zapewnić właściwe pakowanie, zarządzaliśmy synchronizacją z działami klienta Body-In-White, Interior i Exterior.
• Testy EMC: koncepcja została sprawdzona pod kątem zgodności EMC, aby zapobiec zakłóceniom elektromagnetycznym.
• Zgodność: przestrzeganie procesu VOBES i przeprowadzanie analiz bezpieczeństwa funkcjonalnego ISO26262.

Technologie: Wykorzystanie wielu narzędzi

Nasze rozwiązanie wykorzystywało zaawansowane technologie i metodologie:

• EB Cable i LDorado: Do szczegółowego projektowania wiązek
• CATIA EHI i ELENA: Do projektowania i integracji tras 3D.
• Teamcenter i Architect: Do zarządzania projektem i dokumentacją.
• Bezpieczeństwo funkcjonalne (FuSa): Wdrażanie zasad bezpieczeństwa w celu spełnienia rygorystycznych norm.
• IPS i ASPICE: Symulacje i przestrzeganie standardów procesowych.

Oczekiwania i standardy dla pełnego rozwoju samochodu:

• Rygorystyczna zgodność: Istnieje coraz większa potrzeba przestrzegania określonych standardów i procesów.
• Zaawansowane symulacje: Rosnąca zależność od symulacji w celu walidacji projektu i testowania wydajności.
• Współpraca między działami: Nacisk na płynną komunikację między różnymi działami rozwoju pojazdów.
• Bezpieczeństwo funkcjonalne: Włączenie kompleksowych analiz bezpieczeństwa w celu spełnienia standardów branżowych.
• Efektywność kosztowa: Koncentracja na utrzymaniu wysokiej jakości przy jednoczesnej minimalizacji kosztów produkcji.

Kompetencje Endego

Kompetencje Endego w zakresie projektowania i rozwoju wiązek przewodów w pojazdach są szerokie. Nasze możliwości obejmują:

• Doświadczenie w zakresie procesów: Pomaganie klientom we wdrażaniu określonych procesów rozwojowych w celu usprawnienia realizacji projektów.
• Wdrożenie do produkcji: Efektywne wdrażanie produktów do produkcji w celu zapewnienia płynnej integracji i wysokiej jakości.
• Schematy elektryczne: Tworzenie schematów elektrycznych, które służą jako plan dla projektów wiązek.
• Pakowanie
• Modele 3D i rysunki 2D: Opracowywanie modeli 3D i rysunków produkcyjnych 2D.
• Projektowanie komponentów: Projektowanie i optymalizacja poszczególnych komponentów.
• Symulacje
• FuSa

Aby uzyskać bardziej szczegółowy wgląd w nasze kompetencje, odwiedź naszą stronę Wiązki przewodów.

Niedawny projekt Endego z dostawcą TIER1 pokazuje naszą zdolność do spełniania złożonych wymagań i dostarczania pomyślnych wyników. Wykorzystując zaawansowane technologie i naszą rozległą wiedzę, zapewniliśmy zgodność projektu z rygorystycznymi standardami i ukończenie go na czas.

Aby uzyskać więcej informacji na temat naszych usług, skontaktuj się z nami.

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.

Endego zaprojektowało przezroczyste części optyczne, integrując złożone elementy geometryczne, takie jak kolimatory, powierzchnie TIR, kołnierze i elementy mechaniczne, takie jak lokalizatory i otwory na śruby. Części zostały wyprodukowane jako komponenty 2k z powierzchnią uszczelniającą umieszczoną na powierzchni optycznej. W trakcie całego procesu ściśle współpracowaliśmy z dostawcą komponentów, zapewniając udaną produkcję narzędzi i płynne przejście do produkcji seryjnej.

Technologie:

• Formowanie wtryskowe
• Diody LED
• Płytki PCB
• Spawanie wibracyjne
• Light blades 
• Kolimatory
• Materiały przyciemniane

Łącząc innowacyjny projekt mechaniczny i optyczny z silną współpracą, Endego dostarczyło gotową do produkcji tylną lampę, która spełniała wszystkie wymagania funkcjonalne i produkcyjne. Projekt ten pokazuje naszą zdolność do radzenia sobie ze złożonymi wyzwaniami projektowymi i wprowadzania na rynek wysokowydajnych systemów oświetlenia samochodowego.

Więcej informacji na temat naszych projektów i rozwiązań można znaleźć na naszym blogu lub uzyskać kontaktując się z nami.

Endego dostarczyło następujące usługi, aby zapewnić sukces projektu:

• Analiza wymagań sprzętowych: przeprowadzenie dokładnej analizy w celu zdefiniowania kluczowych parametrów wydajności i zapewnienia właściwego rozmieszczenia komponentów wraz z ustaleniem wytycznych dotyczących routingu.
• Symulacja i testowanie: nasz zespół przeprowadził pomiary integralności sygnału, symulacje dla różnych wariantów LED BIN oraz symulacje CAE do analizy termicznej paneli. Wykorzystaliśmy LTspice do przeprowadzenia analogowych symulacji elektronicznych i wykonaliśmy analizę najgorszego przypadku dla komponentów elektronicznych i elektrycznych (E/E). Dodatkowo dokonaliśmy analizy poważnych zwarć (SSC) i wsparliśmy klienta w testach EMC w celu zapewnienia zgodności.
• Analiza bezpieczeństwa funkcjonalnego (FuSa): przeprowadziliśmy dogłębną analizę FuSa architektury sprzętowej, aby zagwarantować niezawodność i bezpieczeństwo systemu zgodnie ze standardami motoryzacyjnymi.

Proces rozwoju był kompleksowy, ze zwróceniem szczególnej uwagi na optymalizację wydajności komponentów i zapewnienie bezpieczeństwa, przy jednoczesnym zarządzaniu kosztami i efektywnością czasową

Technologie

Wykorzystaliśmy zaawansowane technologie, takie jak Altium, LTspice, DOORS, Jazz, TC Team Center, RTC Rational Team Concert i FuSa, aby zapewnić najwyższy poziom precyzji projektowania i wydajności zgodnie ze standardami motoryzacyjnymi.

Wykorzystując naszą wiedzę i najnowocześniejsze narzędzia, Endego było w stanie usprawnić proces rozwoju systemów tylnych świateł, dostarczając rozwiązanie, które spełniło oczekiwania klienta w zakresie jakości, bezpieczeństwa i wydajności. Nasze podejście oparte na współpracy zapewniło klientowi wsparcie przez cały cykl życia projektu, od koncepcji po jego ukończenie.

Bądź na bieżąco z naszym blogiem, aby uzyskać więcej informacji na temat tego, jak Endego nieustannie dostarcza zaawansowane rozwiązania w branży motoryzacyjnej. Aby uzyskać więcej informacji na temat naszych usług, skontaktuj się z nami.

Klient potrzebował pomocy we wdrożeniu i weryfikacji oprogramowania w nowym reflektorze (płytka PCB). Zadania obejmowały sprawdzenie warunków zasilania i temperatury, wdrożenie zabezpieczeń oprogramowania oraz zapewnienie komunikacji między modułem świateł a ECU samochodu.

Rozwiązanie: Kompleksowy projekt i weryfikacja

Endego dostarczyło kompletne rozwiązanie, projektując, weryfikując i konfigurując kluczowe komponenty sprzętowe i programowe. Zaimplementowaliśmy i przetestowaliśmy następujące elementy:

• Konwerter Boost (LM5122): Zapewnienie stabilnego zasilania 36V poprzez projektowanie i testowanie sprzętu.
• Programowalne źródła zasilania (TPS92518): Zaprojektowane i skonfigurowane pod kątem zoptymalizowanego zarządzania energią.
• Sterownik komunikacji SPI: Zaimplementowano sterownik do zarządzania komunikacją w całym systemie.
• Sterowniki matryc LED (TPS92664): Zaprojektowane i skonfigurowane programowalne sterowniki do sterowania matrycą.
• Gaussowski rozkład jasności: Zaimplementowany w całej matrycy LED w celu zapewnienia pożądanej wiązki światła.
• Komunikacja CAN FD: Zweryfikowana komunikacja między sprzętem a oprogramowaniem.
• Dynamiczne obniżanie mocy: Wdrożono ochronę przed przegrzaniem poprzez zarządzanie zasilaniem i temperaturą w czasie rzeczywistym.
• Sterowanie zewnętrznym wentylatorem chłodzącym: Zaprojektowane sterowanie sprzętowe dla dodatkowego systemu chłodzenia.

Technologie

• ASPICE, Embedded C, CAN_FD, SPI, UART, ADC, przetwornice DC-DC Boost, programowalne źródła zasilania.

Innowacyjne rozwiązania Endego zapewniły płynną integrację sprzętu z oprogramowaniem poprzez uwzględnienie kluczowych aspektów przedniego systemu oświetlenia samochodu. Dzięki wykorzystaniu protokołów motoryzacyjnych, takich jak CAN FD, SPI i programowalnych źródeł prądu, zoptymalizowaliśmy zarówno zarządzanie energią, jak i komunikację między modułem oświetlenia a ECU samochodu. Testy dynamiczne pozwoliły nam skonfigurować zabezpieczenia termiczne, takie jak dynamiczne obniżanie mocy, zapewniając, że system poradzi sobie z wahaniami temperatury. Projektując i weryfikując każdy komponent, w tym sterowniki matryc LED i zewnętrzne elementy sterujące chłodzeniem, zapewniliśmy solidną ochronę i utrzymaliśmy optymalną wydajność, nawet w wymagających warunkach.

Więcej informacji można znaleźć na naszym blogu lub uzyskać kontaktując się z nami.

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!

Nasz klient, OE Industry, chciał promować swoje innowacyjne urządzenie oświetleniowe OLED na targach pracy. Potrzebował elektronicznego prototypu, który mógłby skutecznie zademonstrować możliwości modułu. Wymagało to nie tylko rozwoju sprzętu, ale także zaawansowanego oprogramowania do sterowania i wyświetlania różnych elementów wizualnych.

OE Industry – innowacyjna marka koncentrująca się na producentach małych serii, produkujących od 10 do 1000 pojazdów rocznie. Projektuje, produkuje i dostarcza systemy oświetleniowe dla motoryzacji i e-mobilności.

Firma pomaga producentom pojazdów zapewnić, że ich projekty zyskają wartość technologiczną na rynku. Wypełnia niszę wśród producentów oświetlenia i zapewnia mniejszym firmom dostęp do bezpiecznych i innowacyjnych rozwiązań.

Rozwiązanie: Kompleksowe opracowanie prototypu przez Endego

Endego stworzyło kompletne rozwiązanie, dostarczając prototyp sprzętu zintegrowany z niestandardowym oprogramowaniem zdolnym do współpracy z urządzeniem OLED klienta. Opracowaliśmy również program dla Windows do przesyłania danych do sprzetu z umożliwieniem wyświetlania znaków, słów i emotikonów.

Kluczowe elementy naszego rozwiązania obejmowały:

• Prototyp sprzętowy: Opracowanie solidnego prototypu sprzętowego, który płynnie integruje się z urządzeniem OLED klienta.
• Niestandardowe oprogramowanie: Stworzenie oprogramowania do sterowania urządzeniem OLED i skutecznej demonstracji jego możliwości.
• Program Windows: Opracowanie przyjaznej dla użytkownika aplikacji Windows do przesyłania danych do sprzętu i wyświetlania różnych elementów wizualnych.

Technologie: Wykorzystanie zaawansowanych narzędzi i frameworków

Aby dostarczyć to rozwiązanie, wykorzystaliśmy szereg zaawansowanych technologii i frameworków:

• C++ i C#: Wykorzystanie tych potężnych języków programowania do wydajnego i niezawodnego tworzenia oprogramowania.
• Arduino Framework/Library: Wykorzystanie frameworka Arduino do szybkiego prototypowania i integracji sprzętu.
• PlatformIO: Wykorzystanie PlatformIO do usprawnienia tworzenia i wdrażania oprogramowania.
• PWM i UART: Implementacja modulacji szerokości impulsu (PWM) i uniwersalnego asynchronicznego odbiornika-nadajnika (UART) do precyzyjnego sterowania i komunikacji.
• ASP.NET: Wykorzystanie ASP.NET do tworzenia aplikacji Windows.
• Konwersja bitmap: Umożliwienie konwersji map bitowych w celu wyświetlania złożonych elementów wizualnych na urządzeniu OLED.

Trendy w prototypach oświetlenia ambientowego

Obszar prototypów oświetlenia ambientowego ewoluuje pod wpływem kilku kluczowych trendów:

• Interaktywne wyświetlacze: Rosnące zapotrzebowanie na interaktywne i konfigurowalne wyświetlacze oświetleniowe w celu zaangażowania użytkowników i zaprezentowania możliwości.
• Integracja z oprogramowaniem: Nacisk na integrację sprzętu z zaawansowanym oprogramowaniem w celu zwiększenia kontroli i funkcjonalności.
• Zaawansowane narzędzia do prototypowania: Rosnące wykorzystanie zaawansowanych narzędzi do prototypowania i frameworków w celu przyspieszenia rozwoju i poprawy precyzji.
• Koncentracja na doświadczeniu użytkownika: Większy nacisk na wrażenia użytkownika, dzięki czemu prototypy są intuicyjne i atrakcyjne wizualnie.
• Możliwości demonstracyjne: Potrzeba prototypów, które mogą skutecznie zademonstrować pełen zakres możliwości produktu w różnych ustawieniach.

Kompetencje Endego

Kompetencje Endego w zakresie oświetlenia i optyki, w połączeniu z naszym doświadczeniem w rozwoju sprzętu i oprogramowania, pozycjonują nas jako liderów w tworzeniu innowacyjnych prototypów. Wsród naszych możliwości są:

• Prototypowanie i rozwój: Szybki rozwój prototypów sprzętowych zintegrowanych z niestandardowymi rozwiązaniami programowymi.
• Integracja oprogramowania: Zapewnienie płynnej integracji pomiędzy komponentami sprzętowymi i programowymi w celu uzyskania optymalnej wydajności.
• Projektowanie interfejsu użytkownika: Tworzenie intuicyjnych i atrakcyjnych wizualnie interfejsów użytkownika do kontrolowania i demonstrowania prototypów.
• Testowanie i walidacja: Rygorystyczne testy i walidacja w celu zapewnienia, że prototypy spełniają wszystkie standardy wydajności i niezawodności.
• Zgodność z przepisami: Zapewnienie zgodności wszystkich projektów z odpowiednimi normami i przepisami.

Aby uzyskać bardziej szczegółowy wgląd w nasze kompetencje, odwiedź naszą stronę Oświetlenie i optyka.

Ostatni projekt Endego pokazuje naszą zdolność do opracowywania innowacyjnych prototypów, które skutecznie demonstrują możliwości produktów naszych klientów. Wykorzystując najnowocześniejsze technologie i naszą rozległą wiedzę, z powodzeniem stworzyliśmy rozwiązanie sprzętowe i programowe, które spełnia najwyższe standardy wydajności i niezawodności.

Aby uzyskać więcej informacji na temat naszych usług, prosimy o kontakt.

Nasz klient potrzebował wsparcia ekspertów w zakresie analizy oprogramowania przednich świateł samochodowych. Projekt obejmował wdrożenie i weryfikację oprogramowania na nowym osprzęcie do reflektorów (płytka PCB). Zadania obejmowały sprawdzenie warunków zasilania i temperatury, wdrożenie zabezpieczeń oprogramowania oraz zapewnienie płynnej komunikacji między modułem świateł a ECU samochodu. 

Rozwiązanie: Wieloaspektowe podejście Endego 

Endego zapewniło wyspecjalizowany zespół odpowiedzialny za analizę sprzętu i oprogramowania, komunikację i elektronikę. Naszym głównym celem było opracowanie oprogramowania dla nowego oświetlenia samochodowego LED, z każdą diodą LED w matrycy sterowaną oddzielnie za pośrednictwem magistrali CAN FD. Oprogramowanie zaimplementowało algorytmy kontrolujące wewnętrzne zabezpieczenia, zapobiegające przegrzaniu urządzenia oraz dostrajające/konfigurujące źródła prądu LED i konwertery mocy na płytce PCB sprzętu. 

Kluczowe elementy naszego rozwiązania obejmowały 

• Analizę sprzętu i oprogramowania: Przeprowadzenie dokładnej analizy w celu zapewnienia, że wszystkie komponenty działają harmonijnie i spełniają wymagane specyfikacje. 
• Integracja komunikacji: Wdrożenie niezawodnej komunikacji między modułem oświetlenia a ECU samochodu za pośrednictwem CAN FD. 
• Rozwój algorytmów: Opracowanie zaawansowanych algorytmów ochrony wewnętrznej, regulacji temperatury i zarządzania energią. 
• Konfiguracja źródła prądu i konwertera mocy: Precyzyjne dostrojenie źródeł prądu i konwerterów mocy w celu zapewnienia optymalnej wydajności i trwałości diod LED. 

Technologie: Zaawansowane narzędzia i metodologie 

Nasze rozwiązanie wykorzystuje szereg zaawansowanych technologii i metodologii: 

• ASPICE: Zapewnienie rozwoju oprogramowania zgodnie z najwyższymi standardami w procesach oprogramowania motoryzacyjnego. 
• Embedded C: Wykorzystanie Embedded C do wydajnej i niezawodnej implementacji oprogramowania. 
• CAN FD: Wykorzystanie protokołu CAN FD do szybkiej i niezawodnej komunikacji. 
• SPI i USART: Integracja protokołów SPI i USART w celu zapewnienia płynnej wymiany danych między komponentami. 
• ADC: Wykorzystanie przetworników analogowo-cyfrowych do precyzyjnego monitorowania i sterowania. 
• Przetwornice DC-DC Boost: Wdrażanie konwerterów boost w celu efektywnego zarządzania energią. 
• Programowalne źródła prądu: Wykorzystanie programowalnych źródeł prądu do precyzyjnej kontroli jasności diod LED i zużycia energii. 

Trendy w oprogramowaniu oświetleniowym dla branży motoryzacyjnej 

Krajobraz oprogramowania oświetleniowego dla branży motoryzacyjnej szybko ewoluuje pod wpływem kilku kluczowych trendów: 

• Matrycowe sterowanie diodami LED: Rosnące zapotrzebowanie na matrycowe systemy LED, które umożliwiają indywidualne sterowanie diodami LED w celu zwiększenia wydajności oświetlenia i elastyczności projektowania. 
• Zaawansowane protokoły komunikacyjne: Przyjęcie zaawansowanych protokołów komunikacyjnych, takich jak CAN FD, zapewniających szybszy i bardziej niezawodny transfer danych. 
• Zarządzanie temperaturą: Koncentracja na opracowywaniu algorytmów oprogramowania do efektywnego zarządzania temperaturą w celu zapobiegania przegrzaniu i zapewnienia długowieczności komponentów. 
• Efektywność energetyczna: Nacisk na rozwiązania programowe, które optymalizują zużycie energii i zwiększają efektywność energetyczną. 
• Bezpieczeństwo i zgodność: Zapewnienie zgodności rozwiązań programowych z rygorystycznymi normami bezpieczeństwa i wymogami prawnymi. 

Kompetencje Endego 

Kompetencje Endego w zakresie oświetlenia i optyki, w połączeniu z naszym doświadczeniem w tworzeniu oprogramowania, pozycjonują nas jako liderów w branży oświetlenia samochodowego. Nasze możliwości obejmują 

• Rozwój oprogramowania: Opracowywanie niezawodnych i wydajnych rozwiązań programowych dla złożonych samochodowych systemów oświetleniowych. 
• Integracja sprzętu i oprogramowania: Zapewnienie płynnej integracji między komponentami sprzętowymi i programowymi. 
• Symulacja i walidacja: Korzystanie z zaawansowanych narzędzi symulacyjnych do walidacji naszych projektów i zapewnienia, że spełniają one wszystkie standardy wydajności i bezpieczeństwa. 
• Prototypowanie i testowanie: Możliwości szybkiego prototypowania i kompleksowe zaplecze testowe pozwalające wprowadzić koncepcje w życie. 
• Zgodność z przepisami: Zapewnienie zgodności wszystkich projektów z odpowiednimi normami i przepisami motoryzacyjnymi. 

Aby uzyskać bardziej szczegółowy wgląd w nasze kompetencje, odwiedź naszą stronę Oświetlenie i optyka. 

Niedawny projekt Endego pokazuje naszą skuteczność w dostarczaniu innowacyjnych rozwiązań programowych dla przednich systemów oświetlenia samochodowego. Wykorzystując najnowocześniejsze technologie i naszą rozległą wiedzę, z powodzeniem opracowaliśmy i wdrożyliśmy oprogramowanie, które spełnia najwyższe standardy wydajności i niezawodności. 

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.