Tworzenie pojazdów przyszłości z definiowanym pakietem oprogramowania z zaawansowanymi funkcjami wychodzącymi naprzeciw oczekiwaniom konsumentów nie zawsze przebiega w branży motoryzacyjnej bezboleśnie. Zerwanie z tradycyjnym sposobem myślenia i wdrożenie nowych technologii wymaga starannego wyważenia między natychmiastową realizacją korzyści na drodze ewolucyjnego wprowadzania zmian a utrzymaniem strategicznego kierunku rozwoju architektury pojazdów. Ten wybór jest szczególnie istotny w przypadku dystrybucji energii i skrzynek bezpiecznikowo-przekaźnikowych.
Od dziesiątek lat dystrybucja energii w samochodzie opiera się na analogowych urządzeniach elektromechanicznych, które zresztą spisują się znakomicie. Jednak pojazdy nowej generacji — wyposażone w najróżniejsze funkcje automatyzacji jazdy, napędzane w dużej mierze elektrycznie, projektowane zgodnie z ideą współdzielonej mobilności i zapewniające więcej funkcji łączności — będą wymagały monitorowania i diagnostyki każdego obwodu elektrycznego.
To oznacza konieczność digitalizacji: zbierania w ułamku sekundy dużych ilości danych pozwalających wykryć zmiany parametrów w czasie zbliżonym do rzeczywistego, aby ułatwić konserwację profilaktyczną. Technologie cyfrowe są dla producentów pojazdów jedyną drogą do osiągnięcia prawdziwych korzyści z inwestycji w architektury pojazdów nowej generacji, jak Smart Vehicle Architecture™ firmy Aptiv, oraz do zmniejszenia liczby, masy i długości przewodów w pojeździe.
Choć zależność digitalizacji od wprowadzenia inteligentnych skrzynek bezpiecznikowo-przekaźnikowych może wydawać się oczywista, opór kulturowy wobec tej zmiany nie jest niczym nietypowym. Koszty podłączenia wszystkich obwodów naraz do bezpieczników inteligentnych mogą wydawać się przytłaczające, a inżynierowie włożyli już mnóstwo czasu i wysiłku w dotychczasową infrastrukturę. W pewnych firmach trudne do zaakceptowania może być także to, że niektóre grupy — na przykład odpowiedzialne za zarządzanie danymi lub komunikację — nagle mają więcej do powiedzenia w procesie projektowania niż specjaliści od okablowania.
Transformacja cyfrowa
Najprostszą drogą do pokonania tych trudności jest wykazanie prawdziwej wartości na wczesnym etapie. Zamiast próbować wymieniać od razu wszystkie obwody, lepiej jest zacząć od znalezienia tych układów przekaźnik-bezpiecznik, gdzie użycie inteligentnej skrzynki bezpieczników pozwoliłoby zaoszczędzić na materiałach. Należy zatem skupić się na tych miejscach, w których zmiana może prowadzić do zmniejszenia wymiarów lub wyeliminowania przewodu bądź urządzenia. Niedawno Aptiv wykazał na przykład dużemu klientowi, że wyeliminowanie jednej z trzech tradycyjnych skrzynek bezpiecznikowo-przekaźnikowych w jednym z pojazdów zmniejszyłoby jego masę o 2 kg i obniżyło ogólne koszty o 40 USD.
Ponadto każdy układ przekaźnik-bezpiecznik zamieniony na półprzewodnikowy bezpiecznik inteligentny pozwala zaoszczędzić 2 W mocy rozpraszanej, a to przekłada się na niższe zużycie paliwa w silnikach spalinowych i dłuższy czas pracy akumulatora w pojazdach z napędem czysto elektrycznym. W powyższym przykładzie zamieniliśmy 29 przekaźników, co przełożyło się na oszczędność energii na poziomie około 58 W.
Obniżenie kosztów i zużycia energii ma kluczowe znaczenie na wczesnym etapie procesu. Korzyści z digitalizacji wynikające z zastosowania inteligentnych skrzynek bezpiecznikowo-przekażnikowych są zbyt słabo powiązane z użytkowaniem, aby zależało na nich konsumentowi, więc obniżenie kosztów pozwala szybciej wykazać ich wartość.
Następnym warunkiem sukcesu jest skalowalność architektury. Chociaż na razie jest niewiele obwodów, które mogą na tym skorzystać, to w przyszłości zapewne będzie ich więcej. Dlatego tak ważne jest zachowanie możliwości rozbudowy architektury — a dodatkowo skalowalność pozwala długotrwale skupić wysiłki na strategicznej wizji ewolucji architektury pojazdu.
Ponieważ ta zmiana zbliża do siebie grupy, które tradycyjnie funkcjonowały oddzielnie, musi zyskać ich poparcie, zarówno ze strony kadry kierowniczej wyższego szczebla, która może firmować tę inicjatywę, jak i ze strony osób odpowiedzialnych za urządzenia otrzymujące energię ze skrzynki bezpieczników.
Ponieważ inteligentne skrzynki bezpieczników zawierają oprogramowanie, dotyczą ich niektóre trudności, z którymi branża boryka się w przypadku pojazdów definiowanych przez oprogramowanie. Oprogramowanie wymaga krótszych cykli projektowania i częstszego testowania. Do wykazania poprawnego współdziałania sprzętu i oprogramowania potrzebne są specjalistyczne stanowiska testowe wykonujące symulację sprzętu w pętli. Chociaż sposób myślenia dewelopera oprogramowania może wydawać się obcy tym, którzy zajmowali się tylko dystrybucją energii, szybko staje się integralnym elementem prac rozwojowych nad pojazdem.
Przejście od rozwiązań analogowych do cyfrowych nie zawsze jest łatwe, ale przykładów na korzyści, jakie przynosi digitalizacja, jest aż nadto. Pomyślmy o samolotach, w których elektroniczne systemy sterowania fly-by-wire wyparły systemy całkowicie mechaniczne. Hydraulika jest nadal niezbędna do ustawiania powierzchni sterowych, ale nałożona na nią cyfrowa warstwa sterowania znacznie ułatwia pracę pilotom. Tak samo będzie z pojazdami, w których digitalizacja zaowocuje nowym wymiarem funkcjonalności.