Perfil: Nikola Motor Company

A Nikola está tentando transformar a indústria de transportes, possibilitando um futuro de emissões zero. Para alcançar esse objetivo assustador, eles estão construindo caminhões elétricos de célula de combustível de hidrogênio Classe 8, que eles esperam lançar no mercado em 2022. Com a ajuda de seus parceiros tecnológicos, eles demonstraram com sucesso na Nikola World em abril de 2019 como seus caminhões em pleno funcionamento criarão uma abordagem mais limpa e eficiente para o transporte de mercadorias a longo distância.

A criação da tecnologia necessária para alimentar o Nikola One e o Nikola Two , seus caminhões de células de combustível de hidrogênio de zero emissões, exigiu que a equipe de engenharia solucionasse requisitos muito únicos: desenvolver um trem de força capaz de fornecer até 1.000 cavalos de potência, com 2.000 pés-lb de torque, e a capacidade de transportar uma carga de 110.000 libras, alcançar a recarga total em 15 minutos, e exibir dados de desempenho em tempo real. Para resolver a conectividade de alta tensão, soluções de carregamento acelerado e transmissão de dados de alta velocidade, a Nikola identificou desde o início a necessidade de um parceiro de tecnologia com experiência comprovada em conectividade de alta tensão, especificamente em torno da integração dos conectores, cabos, sensores e outros componentes que otimizariam o desempenho, a segurança e a confiabilidade de seu projeto.

"Trazer o mundo da alta tecnologia para o mundo robusto dos caminhões de longa distância é um desafio para o qual precisávamos de ajuda”, disse Dane Davis, diretor de tecnologia (CTO) da Nikola. "Buscamos a parceria de longo prazo. Precisamos de fornecedores experientes e consultivos que estejam continuamente envolvidos conosco, possam inovar rapidamente e sejam flexíveis o suficiente para atender às nossas necessidades tecnológicas e prazos rigorosos. Quando temos um problema, precisamos de fornecedores dispostos a resolver problemas ou fornecer experiência no local".

Juntamente com a produção de veículos com verdadeiro impacto de emissão zero no meio ambiente, a Nikola queria resolver um grande problema na indústria de caminhões. "Hoje, o problema número um na indústria de caminhões é a disponibilidade de motoristas para caminhões de longa distância, com uma escassez de mais de 100 mil caminhoneiros nos EUA", disse Varoujan Sarkissian, chefe de sistemas elétricos e de controle da Nikola. "A tecnologia nesses veículos permitirá mais capacidade para melhorar a experiência dos caminhoneiros."

Esta tecnologia inclui telas de câmeras de vídeo em retrovisores e telas digitais equipadas com programas para planejar rotas e rastrear quilometragem, sono e despesas. Ao projetar os caminhões para ajudar os caminhoneiros, eles possibilitam que as empresas de transporte operem de forma mais eficiente. Por exemplo, a arquitetura de dados do caminhão foi projetada para suportar funcionalidades mais autônomas, que podem ser usadas no futuro quando as regulamentações permitirem. Quando a indústria decide usar esses recursos, as empresas de transporte podem aproveitar a conectividade de dados de alta velocidade para veículos de frota e prever a manutenção, o reparo e o custo geral de propriedade, facilitando o gerenciamento da frota e proporcionando mais segurança para operar na estrada. Ao mesmo tempo, esses recursos ajudam a reduzir os erros do motorista e problemas devido à fadiga.

Ao desenvolver a tecnologia que alimenta seus caminhões de célula de combustível de hidrogênio, a Nikola descobriu que muito poucas empresas poderiam fornecer o que precisavam, especialmente na velocidade de produção necessária para atender aos seus rigorosos prazos de lançamento no mercado. Com o amplo portfólio da TE e a amplitude de expertise, a Nikola identificou desde o início que a empresa proporcionava a oportunidade de ajudá-los a enfrentar seus principais desafios de engenharia.

Tony Heaton, gerente de sistemas de baterias da Nikola, explica: "Temos um ciclo completo de desenvolvimento com menos recursos do que a maioria das OEMs estabelecidas, por isso contamos com a TE e todos os nossos fornecedores para fornecer produtos rapidamente enquanto nos apropriamos de nossos marcos, como nosso evento mais recente, Nikola World. Nossos veículos na Nikola World tinham uma quantidade significativa de produtos TE e eles foram capazes de agilizar muitos dos produtos para nós."

Além de obter produtos e protótipos rapidamente, a Nikola foi capaz de aproveitar a toda expertise da TE, em parceria com engenheiros especializados em conectividade para área automotiva, transporte comercial, mobilidade híbrida e sensores. As equipes Nikola e TE trabalharam lado a lado para projetar e montar os conectores de alta tensão, conjuntos de cabos e chicotes elétricos necessários para colocar os caminhões em funcionamento, bem como desenvolver soluções para otimizar a conectividade de dados de alta velocidade do veículo e recursos de sensoriamento.

Através dessa parceria, a TE forneceu protótipos e amostras de conectores de alta tensão, como conectores de 30 e 60 A usados para cabos de bateria menores e conectores HVP 1100 para 300 amperes ou mais. Ter a TE como parte da equipe de engenharia permitiu que a Nikola escolhesse os conectores e tamanhos de cabos ideais necessários para otimizar o desempenho em seu sistema de bateria e trem de força movido a hidrogênio. Por exemplo, os engenheiros de TE ajudaram a Nikola a selecionar conectores de alta tensão com travas integradas de alta tensão (HVILs), o que garante que a corrente elétrica pare sempre que os conectores não estiverem acoplados. Os HVILs são essenciais para eliminar a formação do arco destrutivo entre terminais durante o desacoplamento. Os conectores também estão totalmente protegidos, com blindagens individuais e inserções de isolamento, para evitar interferência eletromagnética de ou com outros circuitos críticos. Para o sistema de carregamento da bateria, as linhas de intertravamento de alta tensão são incorporadas no cabo; portanto, se um cabo é cortado, a corrente desliga, tornando-a segura para o motorista, técnicos de serviço e socorristas. Os cabos e conectores HV podem transportar no máximo 600 volts CA/1000 volts CC. O conjunto de cabos HVP utilizado irá transferir 200 amperes da bateria para o motor e outros dispositivos. Os cabos de alta tensão usam silicone para fornecer isolamento duplo, ao redor dos fios de cobre e sobre a blindagem de trança e de papel alumínio, para proteger os motoristas e o pessoal de serviço do toque acidental do cabo enquanto a corrente está fluindo.

As soluções de interconexão de alta velocidade da TE também foram necessárias para fornecer uma maneira confiável de transferir dados de alto volume entre vários sistemas e telas. Estas soluções desempenham um papel importante na otimização da experiência do motorista e na eficiência da operação. Por exemplo, a equipe TE ajudou a Nikola a projetar um conector USB Tipo C IP6k9k que otimiza o hardware de infoentretenimento do veículo, adaptando esta tecnologia para ser utilizada em todos os diferentes veículos da Nikola, não apenas em seus caminhões.

Ao construir uma desconexão de serviço de alta tensão para a bateria, a TE e a Nikola colaboraram com seu fornecedor de primeira linha para desenvolver conceitos de protótipo, trabalhar com implicações de design e analisar os desafios de engenharia e possíveis soluções. Joe Bolewitz, diretor de tecnologia de Transporte Industrial e Comercial da TE, comentou: "Para a desconexão manual de serviços, a tecnologia de fusão não está exatamente onde ela precisa estar ainda em termos de confiabilidade e robustez para os caminhões da Nikola. Não tínhamos o produto, mas tínhamos conhecimento suficiente para ajudá-los a descobrir qual interface eles precisariam e como tudo ficaria em níveis mais altos de tensão e corrente. Este projeto não se trata apenas de fornecer produtos, mas de ser um parceiro para ajudá-los a atingir seu objetivo".

Dinesh Shah, engenheiro sênior de produtos da TE, explica como trabalhar com a Nikola em suas instalações em Phoenix foi essencial para o sucesso: "A Nikola estava sob intensas pressões de tempo para construir veículos totalmente funcionais para a Nikola World. Sabemos como construir chicotes elétricos com nossos conectores DEUTSCH, realizando a crimpagem dos contatos com nossas próprias ferramentas manuais e colocando-os nas cavidades dos conectores. Trabalhando em conjunto com os engenheiros da Nikola, conseguimos fornecer a eles o conhecimento que faltava para ajudá-los a concluir as construções mais rapidamente e cumprir seus compromissos de prazo. Ao colaborar de perto e entender suas necessidades de forma mais completa, também fomos capazes de ajudá-los a pensar em diferentes maneiras de fazer as coisas para alcançar seus objetivos de design".

À medida que a Nikola finaliza seus projetos e se prepara para a produção em massa, a TE está trabalhando para tornar os conectores de alta tensão e conjuntos de cabos mais acessíveis para ajudar a Nikola a cortar custos. A montagem e fabricação de produtos HV é demorada e totalmente manual; os trabalhadores precisam remover o cabo, alargar a trança, aparar a trança, fazer a crimpagem da virola (feita na prensa de crimpagem com ferramentas), aplicar os componentes e muito mais. O alinhamento da missão em torno de tornar a indústria de transporte mais segura, produtiva e sustentável inspirou a equipe de TE a encontrar maneiras de automatizar e melhorar o processo de produção.