Jak elektryfikacja samochodów zmienia branżę motoryzacyjną?

Rozwój branży automatyki ściśle wiąże się ze zmieniającą się budową samochodów, zwłaszcza w kontekście rosnącej automatyzacji, pojazdów autonomicznych i elektryfikacji. Tworzenie coraz bardziej zaawansowanych systemów automatyki i robotyki wymaga rozwinięcia nowych technologii i procesów produkcyjnych, aby zapewnić odpowiednie funkcjonowanie nowoczesnych pojazdów.

W branży automotive zauważalna jest tendencja rezygnowania z samochodów spalinowych na rzecz pojazdów elektrycznych, które są bardziej przyjazne dla klimatu i spełniają wymogi środowiskowe. Mowa tu o samochodach zasilanych baterią — BEV (ang. Battery Electric Vehicles), hybrydach — HEV (ang. Hybrid Electric Vehicles) i hybrydach z możliwością ładowania plug-in — PHEV (ang. Plug-in Hybrid Electric Vehicles). Wymiana obecnych samochodów na auta bezemisyjne jest ściśle związana z regulacją UE. Wynika to z faktu, że transport drogowy odpowiada za jedną piątą emisji CO2, stąd przyjęte cele polityki klimatycznej Unii Europejskiej mają doprowadzić do zaprzestania produkcji aut spalinowych po 2035 roku.

Szacuje się, że do 2030 r. liczba pojazdów z alternatywnym układem napędowym w stosunku do tych z silnikiem spalinowym — ICE (ang. Internal Combustion Engine) wzrośnie aż o 50 proc. Według badania Supplier Risk Monitor 2023 firmy doradczej Deloitte prognozy wskazują na wzrost ogólnego rynku dostawców motoryzacyjnych w krajach NAFTA (Niemcy, Ameryka Północna i Chiny) o około 40 proc. do 2030 r.

Na powyższym wykresie widać, że szacunki dotyczące wielkości rynku tradycyjnych technologii wzrosną tylko o wartość ok. 10%, zaś przewiduje się, że rynek technologii związany z silnikami spalinowymi (ICE) zmniejszy swoje przychody o około 20% do 2030 roku.

Jak wygląda elektryfikacja teraz w Polsce?

Według Polskiego Stowarzyszenie Paliw Alternatywnych, przez pierwsze trzy kwartały 2023 roku nastąpił wzrost liczby samochodów elektrycznych (BEV) o 16071 sztuk, czyli o 57% więcej niż w analogicznym okresie 2022 r. Widoczny jest również rozwój infrastruktury ładowania – pod koniec września 2023 w Polsce funkcjonowało 3068 ogólnodostępnych stacji ładowania pojazdów elektrycznych (6159 punktów). Wolne ładowarki prądu przemiennego (AC) stanowiły 67%, a szybsze stacje ładowania prądem stałym (DC) 33%.

Postęp w motoryzacji. Jakie są szanse na powodzenie elektryfikacji transportu drogowego?

Przedstawione prognozy i wzrastające liczby elektryfikacji pojazdów niosą wiele zmian dla branży automotive, która dopiero co musiała przetrwać kryzys półprzewodników powstały w 2020 r. przez pandemie COVID-19, a obecnie, m.in. w wyniku wojny w Ukrainie, musi sobie poradzić z wysokimi kosztami produkcji, energii, wzrostem cen surowców, zakłóceniami łańcucha dostaw czy wahaniami walut. Jednak, pomimo tych przeszkód, długoterminowe prognozy wobec przemysłu samochodowego są pozytywne. Motoryzacja to branża permanentnych zmian, a trudna sytuacja, w której się znajduje, mobilizuje do działania, szukania nowych podejść i jest okazją do rozwoju sektora. Stąd nasuwa się pytanie, dokąd zmierza branża automotive oraz jakie zmiany czekają nas w najbliższych czasie?

Elektryfikacja pojazdów — eko samochody

Elektryfikacja pojazdów, inaczej zieloność transportu, to świeże spojrzenie na branżę automotive. Proces elektryfikacji polega na zastępowaniu tradycyjnych silników spalinowych elektrycznymi, co ma na celu zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych i zanieczyszczeń powietrza. Obecnie wyróżnia się samochody zasilane baterią — BEV (ang. Battery Electric Vehicles), hybrydy samochodowe — HEV (ang. Hybrid Electric Vehicles) oraz hybrydy samochodowe z możliwością ładowania plug-in — PHEV (ang. Plug-in Hybrid Electric Vehicles). Każda z tych kategorii pojazdów przyczynia się do redukcji emisji CO2.

Silniki hybrydowe, typu plug-in czy pojazdy w pełni elektryczne?

BEV to pojazdy, które całkowicie korzystają z energii zgromadzonej w baterii do zasilania silnika elektrycznego. Hybrydy posiadają zarówno silnik spalinowy, jak i elektryczny. Są głównie zasilane z energii kinetycznej samochodu hybrydowego odzyskiwanej podczas hamowania, a następnie zamienianej na energię elektryczną. Stąd są w stanie ładować się podczas jazdy oraz zużywać mniej paliwa. Natomiast PHEV to pojazdy, które łączą cechy samochodów hybrydowych i pojazdów w pełni elektrycznych. Posiadają większą baterię, którą można ładować z gniazdka elektrycznego, co pozwala przebywać krótkie dystanse wyłącznie na energii elektrycznej.

Jakie korzyści i wyzwania przynosi auto elektryczne?

• Ekologiczne samochody, strefy czystego transportu i dekarbonizacja gospodarki

Elektryczna flota samochodowa to krok w kierunku bardziej zrównoważonej przyszłości. Eliminacja emisji spalin — redukcja CO2, to nie tylko korzyści dla środowiska, ale także odpowiedź na rosnące wyzwania związane ze zmianami klimatycznymi.

• Eko samochody — niższe koszty paliwa

Zasilanie samochodów elektrycznych jest tańsze w porównaniu do kosztów paliwa samochodów spalinowych. Dodatkowo również koszty utrzymania samochodu elektrycznego są znacznie niższe, bo stanowią 40 proc. kosztów serwisu pojazdu spalinowego. Jednak trzeba pamiętać, że ładowanie samochodu elektrycznego może trwać do kilku godzin oraz mają one mniejszy zasięg przemieszczania się.

• Rozwój infrastruktury ładującej i punktów serwisowania dla samochodów elektrycznych

W miarę wzrostu liczby elektrycznych pojazdów niezbędny jest rozwój specjalistycznej infrastruktury. Nowe stacje ładowania i punkty serwisowe sprawiają, że korzystanie z samochodów elektrycznych staje się bardziej wygodne i dostępne, a elektromobilność zaczyna zyskiwać na atrakcyjności. Jednak, podczas planowania trasy trzeba mieć na uwadze, że nie wszędzie jest już dostępna odpowiednia infrastruktura, oraz że czas potrzebny na naładowanie samochodu elektrycznego jest znacznie dłuższy niż tradycyjne tankowanie pojazdów z silnikami spalinowymi.

• Cichy tryb pracy

Bezemisyjne samochody elektryczne pracują znacznie ciszej niż te z silnikami spalinowymi. To zwiększa komfort podróżowania oraz pozwala jeszcze bardziej cieszyć się jazdą.

Toyota i elektryfikacja pojazdów. Jakie zmiany zostały wprowadzone w produkcji samochodów u lidera branży automotive?

Wzrost popularności aut elektrycznych ma wpływ na tradycyjnych producentów samochodów spalinowych. Firmy motoryzacyjne muszą dostosować się do nowych trendów rynkowych, zmieniając swoje strategie i inwestując w rozwój pojazdów elektrycznych.

Wiodącą firmą, która przyspiesza elektryfikację samochodów, jest Toyota. Lider w produkcji samochodów osobowych chce wprowadzić na rynki całego świata szeroką gamę samochodów z napędem hybrydowym — THS (ang. Toyota Hybrid System) — czwartej generacji, aby uzyskać neutralność klimatyczną. To oczywiście wiąże się z modernizacją procesu technologicznego i modyfikacją lub budową nowych linii do produkcji bezemisyjnych samochodów elektrycznych. W Toyocie nowe pojazdy mają zostać stworzone w modułowej architekturze TNGA (ang. Toyota New Global Architecture), która oznacza projektowanie zautomatyzowanych linii produkcyjnych. Takie działanie pozwoli osiągnąć wyższą wydajność oraz dostarczy możliwość produkowania różnych typów podzespołów lub napędów na jednej linii czy ulepszy ergonomię pracy.

Jak wiadomo, sercem każdego auta elektrycznego jest bateria, której rozmiar i konstrukcja wpływają na osiągi auta. Toyota zapowiada, że samochody hybrydowe i elektryczne już w 2026 otrzymają nową generację baterii. Również wprowadza koncepcje linii produkcyjnej samojezdnej (testowanej już na wybranych liniach spawalniczych), na której podzespoły będą automatycznie przemieszczane między kolejnymi stacjami montażowymi z pomocą czujników i systemów kontroli bezprzewodowej.

Lider branży automotive korzysta również z cyfrowych modeli 3D, co wpływa na skrócenie czasu produkcji i zwiększenie efektywności. Dzięki temu potencjalne defekty są wykrywane w etapie projektowania komponentów i nie powodują opóźnień związanych z ponownym ich wytwarzaniem. Dodatkowo autorska koncepcja Toyoty JIT (ang. Just In Time) umożliwia produkowanie odpowiedniego produktu w dobrej ilości w założonym czasie dla klienta. Toyota również w swoim instytucie badawczym z pomocą sztucznej inteligencji szkoli roboty przemysłowe do wykonywania nowych, skomplikowanych czynności, aby w przyszłości wspierały pracę człowieka.

Powyższe przykłady to tylko niektóre z nowoczesnych technologii rozwijane w procesie produkcyjnym światowego lidera w produkcji samochodów. Zatem widać, że rozwój automatyki oraz wprowadzania automatyzacji i robotyzacji w produkcji pozwala utrzymać dotychczasową pozycję na rynku i pozostać konkurencyjnym. Bez tych rozwiązań, stworzenie tak zaawansowanego procesu produkcyjnego nie jest możliwe. Stąd zachęcamy do zapoznania się z naszą ofertą skierowaną do przemysłu motoryzacyjnego.

Jako integrator rozwiązań z zakresu automatyki i robotyki wyposażamy fabryki w zrobotyzowane stanowiska i linie produkcyjne oraz zaawansowane technologicznie systemy zapewniając naszym partnerom z branży automotive czołową pozycję na rynku. Obecnie wdrażamy w Toyocie jedno z naszych rozwiązań – Platformę Intralogistyczną Aformic z flotą autonomicznych robotów mobilnych Formica. Zapraszamy do obejrzenia filmu poniżej, aby dowiedzieć się więcej.

Podsumowanie

Elektryfikacja samochodów to nie tylko zmiana źródła napędu, ale to rewolucja, która definiuje nowe standardy dla przemysłu motoryzacyjnego, umożliwiając rozwój automatyki i robotyki przemysłowej. Rozwój samochodów elektrycznych wymaga dostosowania fabryk oraz całego procesu technologicznego, aby móc sprostać wyzwaniom i potrzebom obecnego świata. Stąd, automatyzacja linii produkcyjnych gra kluczową rolę w rozpowszechnieniu samochodów elektrycznych i kształtowaniu elektromobilności.