Безконтактна зарядка електромобілів для автономних вантажівок

Поєднання автономного водіння та електричних транспортних засобів (EV) суттєво змінило логістику, але один ручний етап все ще залишається: підключення до зарядного пристрою. На випробувальному майданчику в Швеції компанії Rocsys та Einride продемонстрували повністю автоматизоване заряджання без участі людини для безводійних електричних вантажівок, прокладаючи шлях до безперервних, безвикидних вантажних перевезень.

1. Стан автоматизації в сучасних портах

Порти є критично важливими вузлами в глобальному ланцюзі постачання, обробляючи понад 90% світової торгівлі за обсягом. Провідні об’єкти, такі як APM Terminals у Роттердамі, впровадили:

• Автоматизовані крани для укладання контейнерів (ASC), здатні піднімати 30-тонні контейнери.
• Автоматизовані керовані транспортні засоби (AGV) з 360° LiDAR та RTK-GNSS для точного позиціонування в межах ±2 см.
• Системи управління терміналами (TOS), що інтегруються через OPC UA та ETSI M2M повідомлення.

«Автоматизація обробки контейнерів зменшує ризики для людей у середовищі, яке в п’ять разів небезпечніше за середнє», — зазначає Крайін Буман, генеральний директор та співзасновник Rocsys.

Проте навіть ці сучасні об’єкти все ще залежать від людської праці для підзарядки електричних транспортних засобів, що створює затримки в ефективності та безпеці.

2. Безлюдне підключення: Роботизований помічник Rocsys

З 2017 року голландський стартап Rocsys зосередився на усуненні залежності від людини в процесі заряджання електромобілів. Їхній роботизований помічник — це маніпулятор з шістьма ступенями свободи, оснащений системою комп’ютерного зору на базі штучного інтелекту:

1. Стереокамери (4K роздільна здатність) і датчики часу польоту точно визначають порт заряджання з точністю до 5 мм.
2. Модель глибокого навчання (навчена на понад 50 000 зображень) розпізнає типи роз’ємів — CCS, CHAdeMO, GB/T — та геометрію зарядних портів.
3. Датчики зворотного зв’язку за силою та моментом (±0,1 Нм) забезпечують безпечне, безпошкоджене підключення та відключення з’єднувачів, що мають номінал до 500 А / 1 000 В постійного струму.

Система Rocsys підтримує як відкриті, так і ручні конструкції кришок. Для транспортних засобів з пружинними кришками портів спеціальний «пальцевий механізм» автономно відмикає, вставляє з’єднувач і закриває кришку — без необхідності модифікації транспортного засобу.

3. Автономні електричні транспортні засоби (AET) Einride

Einride, що має штаб-квартиру в Стокгольмі, експлуатує безкабінні електричні вантажівки рівня 4. Основні характеристики включають:

• Ємність батареї: 200–300 кВт·год (модульний літій-іонний пакет з елементами NMC 811).
• Привід: два постійні синхронні електродвигуни потужністю по 250 кВт, вбудовані в колеса.
• Дальність: 200 км на шосе; 150 км під повним навантаженням (30 т загальної ваги).

Ці транспортні засоби орієнтуються за допомогою комбінації LiDAR, радіолокації, GPS, інерційних вимірювальних одиниць (IMU) та HD карт. Оператори в віддалених контрольних вежах контролюють кілька вантажівок через мережі 5G або приватні LTE, втручаючись лише у разі перешкод на шляху або необхідності екстреної зупинки.

«З автоматизованим заряджанням ці вантажівки можуть працювати безперервно — тільки зупиняючись для підзарядки батарей — що підвищує використання на понад 30%», — говорить Генрік Грін, генеральний директор з автономних технологій Einride.

4. Технічна архітектура та інтеграція

4.1 Програмне забезпечення та зв’язок

Інтеграція між Rocsys та Einride використовує стандартні промислові та хмарні протоколи:

• ROS 2 — програмне забезпечення для місцевого злиття датчиків та управління маніпулятором.
• MQTT через TLS для телеметрії та статусу заряджання з затримкою повідомлень менше 50 мс.
• AWS IoT Core та Azure Digital Twins для моніторингу флоту, прогнозного обслуговування та оновлень через повітря.

4.2 Безпека, відповідність та стандарти

Операції з критично важливою безпекою відповідають:

• ISO 26262 для функціональної безпеки автомобільних систем.
• ISO 15118 Plug & Charge для безпечної аутентифікації та виставлення рахунків.
• UL 2251 та IEC 61851 для систем проводного заряджання EV.

Роботизовані рухи контролюються за допомогою резервних систем аварійної зупинки та контролерів безпеки з сертифікацією SIL 3.

5. Економічний та екологічний вплив

Електрифіковані вантажні перевезення покривають близько 7% глобальних викидів CO₂. Автоматизуючи заряджання:

• Операційні витрати зменшуються на 15–20% завдяки скороченню трудозатрат і часу очікування.
• Використання транспортних засобів зростає до 40%, що знижує загальні витрати на володіння (TCO).
• Операції без викидів відповідають Європейській «Зеленій угоді» та правилам Каліфорнії щодо сучасних чистих флотів.

«Повернення інвестицій у впровадження роботизованого заряджання може становити менше двох років для флотів з високим рівнем використання», — зазначає аналітик з логістики д-р Марія Фернандес з Global Transport Analytics.

6. Перспективи та виклики

Перехід від демонстрацій з однією вантажівкою до національних флотів передбачає:

• Стандартизацію дизайну зарядних портів — усунення ручних кришок на користь електричних дверей.
• Надійна кібербезпека для захисту від втручання через повітряні інтерфейси.
• Розширені можливості V2G (транспортний засіб-мережа), що дозволяють вантажівкам постачати енергію назад під час пікових навантажень.

Закриті логістичні центри та порти забезпечують контрольоване середовище для вдосконалення сприйняття ШІ за різних умов освітлення, погоди та перешкод, перш ніж виводити на відкриті дороги.

7. Висновок

Поєднуючи роботизоване заряджання на базі штучного інтелекту від Rocsys з автономними електричними вантажівками Einride, логістична галузь має можливість усунути останній людський елемент у електрифікованих вантажоперевезеннях. Ця інновація обіцяє забезпечити безпечніші, ефективніші та стійкіші операції — відкриваючи нову еру повністю автономного, безвикидного транспорту.