Perfil: Nikola Motor Company

Nikola está tratando de transformar la industria del transporte al posibilitar un futuro de cero emisiones. Para lograr este objetivo enorme, están construyendo camiones eléctricos de pila de combustible de hidrógeno Clase 8, que esperan llevar al mercado en 2022. Con la ayuda de sus socios tecnológicos, en Nikola World en abril de 2019 demostraron con éxito cómo sus camiones en pleno funcionamiento crearán un enfoque más limpio y eficiente para el transporte de mercancías de larga distancia.

La creación de la tecnología requerida para alimentar a Nikola One y Nikola Two, sus camiones de celdas de combustible de hidrógeno de cero emisiones, requirió que el equipo de ingeniería resolviera requisitos muy únicos: desarrollar un tren motriz capaz de alcanzar hasta 1000 caballos de fuerza, con 2000 ft-lb de torque y la capacidad de transportar una carga de 110,000 libras, lograr una recarga completa en 15 minutos y mostrar datos de rendimiento en tiempo real. Para resolver la conectividad de energía de alto voltaje, las soluciones de carga acelerada y la transmisión de datos de alta velocidad, Nikola identificó desde el principio la necesidad de un socio tecnológico con experiencia comprobada en conectividad de alto voltaje, específicamente en la integración de los conectores, cables, sensores y otros componentes que optimizarían el rendimiento, la seguridad y la confiabilidad de su diseño.

"Llevar el mundo de la alta tecnología al complicado mundo de los camiones de larga distancia es un desafío con el que necesitábamos ayuda", dijo Dane Davis, director de tecnología (CTO) de Nikola. "La asociación a largo plazo es lo que buscamos. Necesitamos proveedores expertos y consultivos que se involucren continuamente con nosotros, puedan innovar rápidamente y sean lo suficientemente flexibles como para satisfacer nuestras necesidades tecnológicas y plazos estrictos. Cuando tenemos un problema, necesitamos proveedores dispuestos a venir a solucionarlos o dar experiencia in situ".

Junto con la producción de vehículos con un verdadero impacto de cero emisiones en el medio ambiente, Nikola quería resolver un problema importante en la industria del transporte en camiones. "Hoy en día, el problema número uno en la industria del transporte en camiones es la disponibilidad de conductores para camiones de larga distancia, con una escasez de más de 100 000 camioneros en Estados Unidos", dijo Varoujan Sarkissian, jefe de sistemas eléctricos y de control de Nikola. "La tecnología en estos vehículos permitirá una mayor capacidad para mejorar la experiencia de los camioneros".

Esta tecnología incluye pantallas de cámaras de video en espejos retrovisores y pantallas digitales equipadas con programas para planificar rutas y monitorear el kilometraje, el sueño y los gastos. Al diseñar los camiones para ayudar a los camioneros, están permitiendo a las empresas de transporte operar de manera más eficiente. Por ejemplo, la arquitectura de datos del camión está diseñada para admitir una funcionalidad más autónoma, que se puede utilizar en el futuro, cuando las regulaciones lo permitan. Cuando la industria decide utilizar estas características, las empresas de transporte pueden aprovechar la conectividad de datos de alta velocidad para los vehículos de pelotón y predecir el mantenimiento, la reparación y el costo general de propiedad, lo que facilita la administración de la flota y es más seguro operar en la carretera, a la vez que ayuda a reducir los errores del conductor y los problemas de fatiga.

Mientras desarrollaba la tecnología que impulsaba sus camiones de pila de combustible de hidrógeno, Nikola descubrió que muy pocas empresas podían proporcionar lo que necesitaban, especialmente a la velocidad de producción requerida para cumplir con sus estrictos plazos de comercialización. Con la amplia gama y abundante experiencia de TE, Nikola identificó desde el principio que la compañía brindaba la oportunidad de ayudarlos a abordar sus principales desafíos de ingeniería.

Tony Heaton, jefe de sistemas de baterías de Nikola, explica: "Tenemos un ciclo de desarrollo completo con menos recursos que la mayoría de los OEM establecidos, por lo que confiamos en TE y en todos nuestros proveedores para proporcionar productos rápidamente mientras adquirimos nuestros logros, como nuestro evento más reciente, Nikola World. Nuestros vehículos en Nikola World tenían una cantidad significativa de productos TE y pudieron acelerar muchos de los productos para nosotros".

Además de obtener productos y prototipos rápidamente, Nikola pudo aprovechar la experiencia de todo TE, asociándose con ingenieros especializados en conectividad para automoción, transporte comercial, movilidad híbrida y sensores. Los equipos de Nikola y TE trabajaron codo con codo para diseñar y ensamblar los conectores de alto voltaje, los conjuntos de cables y los arneses de cables necesarios para hacer funcionar los camiones, así como para desarrollar soluciones para optimizar la conectividad de datos de alta velocidad y las capacidades de detección del vehículo.

A través de esta asociación, TE suministró prototipos y muestras de conectores de alto voltaje, como conectores de 30 y 60 amperios, utilizados para cables de batería más pequeños y conectores HVP 1100 para 300 amperios o más. Tener a TE como parte del equipo de ingeniería le permitió a Nikola elegir los conectores y tamaños de cable óptimos, necesarios para optimizar el rendimiento en su sistema de baterías y tren motriz alimentado por hidrógeno. Por ejemplo, los ingenieros de TE ayudaron a Nikola a seleccionar conectores de alto voltaje con enclavamientos de alto voltaje (HVIL) integrados, lo que garantiza que la corriente eléctrica se detenga cada vez que los conectores no estén acoplados. Los bucles de enclavamiento de alto voltaje son cruciales para eliminar el arco destructivo entre los terminales durante el desajuste. Los conectores también están completamente blindados con pantallas individuales e inserciones de aislamiento para evitar interferencias electromagnéticas de o con otros circuitos críticos. Para el sistema de carga de baterías, las líneas de enclavamiento de alto voltaje están integradas en el cable, por lo que, si se corta un cable, la corriente se apaga, lo que lo hace seguro para el conductor, los técnicos de servicio y los socorristas. Los cables y conectores de alto voltaje pueden transportar un máximo de 600 voltios AC/1000 voltios DC. El conjunto de cables HVP utilizado transportará 200 amperios desde la batería hasta el motor y a otros dispositivos. Los cables de alto voltaje utilizan silicona para proporcionar un aislamiento dual, alrededor de las hebras de cobre y sobre la pantalla trenzada y la pantalla de papel de aluminio, para proteger a los conductores y al personal de servicio del contacto accidental con el cable mientras fluye la corriente.

Las soluciones de interconexión de alta velocidad de TE también eran necesarias para proporcionar una forma confiable de transferir datos de alto volumen entre varios sistemas y pantallas. Estos juegan un papel importante en la optimización de la experiencia del conductor y la eficiencia de la operación. Por ejemplo, el equipo de TE ayudó a Nikola a diseñar un conector IP6k9k USB Tipo C que optimiza el hardware de infoentretenimiento del vehículo, lo que hace que esta tecnología sea adaptable para su uso en todos los diferentes vehículos de Nikola, no solo en sus camiones.

Al construir una desconexión de servicio de alto voltaje para la batería, TE y Nikola colaboraron con su proveedor de primer nivel para desarrollar conceptos de prototipos, trabajar a través de las implicaciones de diseño e iterar en torno a los desafíos de ingeniería y las posibles soluciones. Joe Bolewitz, director de tecnología de Transporte Industrial y Comercial de TE, comentó: "Para la desconexión de servicio manual, la tecnología de fusión aún no está donde debe estar en términos de confiabilidad y robustez para los camiones de Nikola. No teníamos el producto, pero teníamos suficiente conocimiento para ayudarlos a descubrir qué interfaz necesitarán y cómo se verá todo a niveles más altos de voltaje y corriente. Este proyecto no se trata solo de suministrar productos, se trata de ser un socio para ayudarlos a lograr su propósito".

Dinesh Shah de TE, ingeniero sénior de productos, explica cómo el trabajar con Nikola en sus instalaciones en Phoenix fue crucial para el éxito: "Nikola estaba bajo intensa presión de tiempo para construir vehículos en pleno funcionamiento para Nikola World. Sabemos cómo construir arneses con nuestros conectores DEUTSCH, remachando los contactos con nuestras propias herramientas manuales y colocándolos en cavidades de conector. Al trabajar codo a codo con los ingenieros de Nikola, pudimos darles el conocimiento que les faltaba para ayudarlos a terminar las construcciones más rápido y cumplir con sus compromisos de tiempo. Al colaborar estrechamente y comprender sus necesidades más plenamente, también podemos ayudarlos a pensar en diferentes formas de hacer las cosas para lograr sus objetivos de diseño".

A medida que Nikola finaliza sus diseños y se prepara para la producción en masa, TE está trabajando para hacer que los conectores de alto voltaje y los canjuntos de cables sean más asequibles para ayudar a Nikola a reducir los costos. El montaje y la fabricación de productos de alto voltaje requieren mucho tiempo y son muy manuales; los trabajadores deben pelar el cable, abanicar la trenza, recortar la trenza, remachar los ferrules (realizado en una prensa de remache con herramientas), aplicar componentes y más. La adecuación de la misión en torno a hacer que la industria del transporte sea más segura, productiva y sostenible ha inspirado al equipo de TE a encontrar formas de automatizar y mejorar el proceso de producción.