«ZF Technology Day» – новые решения концерна ZF для автономных транспортных средств
В нашу жизнь настойчиво и не без оснований проникают понятия: интеллектуальная система, автономное вождение, электромобиль, электробус. Несколько лет назад это были лишь общие тренды, а сейчас – конкретные проекты. На одно из потенциальных направлений самого скорого применения таких технологий указал концерн ZF. В самом ближайшем будущем коммерческие автомобили, способные «видеть», «думать», «действовать» с помощью интеллектуальных систем, датчиков и блоков управления, произведут революцию в логистике транспортных компаний, аэропортов, морских портов и производственных площадок. И как мы понимаем – это только начало.
Мероприятие, на которое я был приглашён, традиционное, проводится один раз в два года. Называется оно по-разному, но суть его одна – это пресс-день для автомобильных журналистов всех стран, на котором специалисты концерна рассказывают и показывают свои достижения за прошедший период. На этот раз оно называлось ZF Technology Day.
С августа 2017 года ZF проводит последовательное оснащение интеллектуальными системами линии завода № 2 во Фридрихсхафене. Этот проект получил название «ZF Model Factory». Концепция объединила две цели: с одной стороны, разработка и продвижение на рынке решений для интеллектуальных транспортных систем, например, грузового транспорта, тягачей и погрузчиков для внутренней логистики. С другой стороны, это инвестиции в развитие автономного вождения, так как сокращается время на разработку систем датчиков, камер и интеллектуальных систем управления. Производство выходит на новый уровень благодаря применению автономных транспортных систем подхода «Индустрия 4.0». Этот тренд и стал главной темой всего пресс-дня ZF.
Наша справка:
ZF Friedrichshafen AG является мировым лидером по производству техники привода и подвески, а также систем активной и пассивной безопасности. В настоящий момент ZF объединяет около 230 производственных предприятий в 40 странах мира, а общая численность сотрудников составляет 146 тысяч человек. В 2017 году оборот концерна ZF достиг 36,4 миллиарда евро. Более 6% от своего оборота концерн инвестирует в НИОКР с целью первоочередного развития сфер эффективных приводов, электроприводов и безаварийной эксплуатации транспортных средств.
Только умная логистика
В процессах производства около 70% времени приходится на транспортировку. Тот, кто может оптимально организовать доставку и уведомление о поставке компонентов на рабочий участок, существенно повышает свою эффективность и продуктивность. Концерн ZF решил объединить опыт в области электромобильности, автономного вождения, промышленной техники и техники для коммерческого транспорта. И начали они с оптимизации собственного производства.
У компании два пилотных проекта. Первый пилотный проект они назвали «See – Think – Act». Речь пойдёт не об обычных беспилотных транспортных средствах, которые уже успешно применяются на протяжении нескольких десятилетий, так как они в основном передвигаются по определённым, частично ограждённым маршрутам, и выполняют простые операции по транспортировке. Разговор об автомобилях, которые передвигаются благодаря сенсорным технологиям и интеллектуальному рулевому управлению, связанному в единую сеть с системой управления материальными потоками, и могут гибко реагировать на реальную ситуацию. При этом ожидая груз, получатель в любое время может узнать местоположение грузового транспорта с помощью системы отслеживания.
Пилотный проект 2 подразумевает создание сети автономных погрузчиков, которые осуществляют доставку узлов к сборочным конвейерам полностью в автономном режиме, т. е. без участия человека. Дело в том, что коробки передач ZF для коммерческого транспорта, которые производятся на заводе № 2 во Фридрихсхафене, состоят почти из тысячи отдельных компонентов. Логистический процесс включает в себя более сотни крупных доставок в течение часа и заканчивается конечной сборкой. Поэтому логистическая подготовка процесса сборки имеет для ZF крайне важное значение.
Электроприводы для грузовиков
Сомнения рассеиваются: электрификация грузового и пассажирского транспорта – это современный и актуальный тренд нашего времени. Вот почему ассортимент продукции ZF в области электрификации коммерческих автомобилей пополнился двумя новыми центральными электроприводами. Полностью электрические приводы разработаны согласно принципу plug and drive (подключи и езжай) и предназначены для развозных фургонов. Привод CeTrax lite разработан для лёгких коммерческих автомобилей до 7,5 тонн. Привод CeTrax mid предназначен для среднетоннажных транспортных средств до 19 тонн.
Особенностью центральных электроприводов CeTrax lite и CeTrax mid является их интегрированное исполнение, при котором электродвигатель, силовая электроника и коробка передач объединены в компактный агрегат в одном корпусе. Соответственно силовую электронику не нужно специально присоединять к электродвигателю, поскольку связь между ними уже предусмотрена внутри агрегата. Благодаря своей компактности оба агрегата можно интегрировать в имеющиеся платформы транспортных средств. А это значит, что автопроизводителям не требуется прибегать к масштабным изменениям конструкции подвески или мостов.
CeTrax lite и CeTrax mid оснащены электрическими компонентами зарекомендовавшего себя центрального электропривода моста ZF для легковых автомобилей. Передача потока мощности асинхронного электродвигателя осуществляется непосредственно на выход агрегата, что обеспечивает компактность исполнения. За счёт использования одних и тех же компонентов для широкого спектра автомобилей – от легковых до среднетоннажных – ZF удалось предложить отрасли коммерческого транспорта экономически привлекательные решения.
Сочленённый городской электробус
Чтобы свести к минимуму содержание вредных веществ в атмосфере, ZF предлагает производителям грузовиков и автобусов использовать системные решения для максимально простой и гибкой реализации концепции экологически чистого городского транспорта и логистики. В качестве одного из примеров таких решений является новый 18-метровый сочленённый автобус, который компания представила на демонстрационной площадке. Он приводится в движение сразу двумя электропортальными мостами AVE 130 с четырьмя двигателями. Здесь также применён принцип «всё из одних рук», включая современные инверторы, элементы управления и всю электронику. Тем самым концерн гарантирует оптимальную энергоэффективность, а значит, и запас хода транспортного средства. В плане мощности для стандартного сочленённого автопоезда достаточно и одного ведущего электропортального моста AVE 130.
Что касается монтажного пространства, необходимого для AVE 130, то принципиальных отличий от варианта установки стандартных портальных мостов здесь нет. Это позволяет производителям значительно снизить расходы, так как разрабатывать специальные подвески для реализации концепций электромобильности в данном случае нет необходимости. Примечательно и то, что AVE 130 можно комбинировать почти со всеми стандартными источниками питания, такими как накопители, суперконденсаторы, топливные элементы или контактная сеть. Кроме того, он хорошо совместим с последовательными гибридными системами или подключаемыми вариантами.
Из автобуса в электробус
ZF показал новый центральный электропривод CeTrax, предназначенный для низкопольных и высокопольных автобусов. Это также системное решение, и оно разрабатывалось по принципу plug and drive. Электропривод можно интегрировать в имеющиеся платформы транспортных средств, не прибегая к масштабным изменениям подвески, мостов, дифференциала и статических характеристик. Тем самым ZF апеллирует к производителям, которые хотели бы дополнительно к уже существующим стандартным моделям своих транспортных средств предлагать их электрифицированные версии на базе одного и того же вида платформы.
CeTrax, обладающий максимальной мощностью 300 кВт и максимальным крутящим моментом 4400 Н∙м, ориентирован прежде всего на взыскательные сферы применения автобусов и обеспечивает существенную экономию веса, а также высокий КПД. Поскольку в комплект поставки CeTrax входят элементы управления и инверторы, производитель получает в своё распоряжение системное решение, оптимально согласованное в плане эксплуатационных характеристик, эффективности и долговечности.
Упреждающее обслуживание
С 2019 года модульная коробка передач Trakson, успешно эксплуатируемая многими производителями грузовых автомобилей по всему миру, будет опционально оснащаться очень интересной функцией упреждающего обслуживания. Новинка, разработанная на базе «облачной» технологии, позволит владельцам автопарков в режиме реального времени отслеживать состояние отдельных значимых компонентов, таких как трансмиссионное масло или диски сцепления. За счёт этого можно будет в упреждающем режиме планировать техобслуживание, сокращать продолжительность простоев и предотвращать поломки транспортного средства, что, в свою очередь, уменьшит затраты и одновременно увеличит срок службы коробки передач.
Основной акцент будет делаться на отдельных значимых компонентах и изнашиваемых деталях, таких как трансмиссионное масло или диски сцепления.
Необходимое условие автоматизации
Свой обзор новинок в рамках пресс-дня концерн ZF начал с демонстрации первого в мире прототипа полностью электрического усилителя рулевого управления ReAX EPS (Electrically Powered Steering) для коммерческих автомобилей, работающий без гидравлических и периферийных систем. Разработка действительно революционная. Усилитель спроектирован для поддержки электронных систем будущего, и представляет собой важную составляющую систем помощи водителю (ADAS) и функций автоматизированного вождения.
В ходе разработки ReAX EPS концерну ZF удалось перенести принцип электромеханического рулевого управления, уже широко применяемого в легковых автомобилях, на грузовые автомобили и автобусы любых типов. Основа системы – исполнительный механизм, оснащённый электродвигателем с вращающим моментом величиной до 70 Н∙м и встроенным блоком управления, коробкой передач и системой датчиков. Повышенная мощность обеспечивает многократное повышение усилия руля коммерческого автомобиля, несмотря на компактную конструкцию и отсутствие системы гидравлических насосов. К тому же электрический рулевой усилитель компактен, поэтому в автомобиле освобождается пространство и увеличивается число вариантов компоновки.
Усилитель ReAX EPS – важнейшее звено в цепочке автоматизации грузовых автомобилей и автобусов. Интеллектуальная система рулевого управления, взаимодействующая с блоком управления, например с ZF ProAI, периферийными датчиками и прочими системами автомобиля, способна выполнять любые задачи – от поперечного управления до уровня автоматизации 4. Это означает, что управление грузовым автомобилем, например, на отрезках автомагистрали или в автопарке может происходить автоматически, что даёт возможность водителю выполнять другие задачи или отдыхать.
Разумеется ReAX EPS легко поддерживает уже применяемые в серийных коммерческих автомобилях функции, например: активный возврат рулевого колеса в положение прямолинейного движения, компенсацию уклона дороги и бокового ветра, а также усиление рулевого управления в зависимости от скорости. Помимо этого можно запрограммировать практически любой режим рулевого управления – в виде характеристики соответствующего автопроизводителя или в виде опций выбора для водителя.
