L’industria verde può trainare la riconversione di filiere legate a tecnologie ad alte emissioni, destinate ad uscire presto dal mercato. Per l’evoluzione della normativa, oppure per semplice ed ineluttabile mancanza di clienti.
Bisogna parlare subito di questo tema, guardando all’esempio di chi di treni ne ha persi pochi negli ultimi decenni. Come la Bosch, leader della componentistica automobilistica e gigante industriale con produzione che spazia dagli elettrodomestici alla robotica industriale.
Efficienza energetica
L’efficienza energetica è l’elemento chiave in quanto consente a macchinari e attrezzature di consumare meno energia.
È qui che entra in gioco la digitalizzazione, che permette anche di individuare con precisione in quale punto viene propria Energy Platform unita al software Nexeed per l’Inutilizzata l’energia.
Per gestire il consumo di calore, elettricità e aria compressa, Bosch si affida alla propriaEnergy Platformunita al software Nexeed per l’Industry 4.0. In questo modo è più facile prevedere i consumi di energia, evitare i carichi di picco e riconoscere e correggere le deviazioni dei singoli macchinari.
Al momento la piattaforma viene utilizzata in più di 120 sedi aziendali e in oltre 80 progetti dei clienti.
Nello stabilimento Industry 4.0 di punta di Bosch, a Homburg, in Germania, questo software contribuisce a ridurre il fabbisogno energetico di oltre il 40% per ogni prodotto fabbricato.
Intelligenza artificiale
L’intelligenza artificiale offre ancora più possibilità. Nello stabilimento di Eisenach, sempre in Germania, Bosch sta conducendo un progetto pilota con la propria Balancing Energy Network. Basata sulla piattaforma di energia, questa soluzione di IA gestisce e ottimizza la richiesta di energia di 1.000 macchinari.
L’IA mostra la correlazione tra i dati di produzione e logistica, informazioni meteo e prezzi dell’energia e offre suggerimenti da mettere in atto. Secondo le proiezioni, l’IA consentirà di ridurre i costi di energia annui della sede di un ulteriore 5% circa.
Connessione e gemelli digitali
La connessione intelligente di macchinari e processi e la loro interazione con la tecnologia informatica e di comunicazione creano le basi per una produzione efficiente sotto il profilo energetico.
Sempre più funzioni saranno trasferite dall’hardware al software, anche grazie ai gemelli digitali.
Secondo Rolf Nojork, responsabile Industrial Technology della Bosch:
Nella fabbrica del futuro sarà possibile regolare molti elementi semplicemente premendo un pulsante.
Bosch ha adottato dunque un approccio modulare. Gli unici elementi statici di una fabbrica così concepita sono il pavimento, il soffitto e le pareti.
Tutto il resto sarà dinamico e variabile, le macchine saranno costantemente disposte in nuovi assetti e cambieranno configurazione in base al lavoro da svolgere. Stabilimento e apparecchiature dureranno più a lungo e diminuirà la quantità di materie prime utilizzate per la produzione di nuovo hardware.
I gemelli digitali forniscono la capacità di progettare, sviluppare e testare i sistemi produttivi per renderli più efficienti in termini di consumo di risorse.
Le copie virtuali dei beni fisici nella fabbrica reale ci permettono di simulare e ottimizzare i flussi di lavoro e i processi, senza interrompere le attività
Intelligenza artificiale e Internet of Things, coordinate insieme dal software, sono il nuovo faro di business di Bosch. Al CES di Las Vegas ha annunciato una strategia sempre più digitale e che prenderà una fetta sempre più importante per il colosso tecnologico di Stoccarda.
«Stiamo sistematicamente digitalizzando il nostro core business per aumentare i vantaggi per i clienti. In futuro, puntiamo a trasformare i ricavi di ogni prodotto digitale inserendo anche gli introiti derivati dai servizi», ha dichiarato Tanja Rückert, Chief Digital Officer del Gruppo Bosch, al CES di Las Vegas ribadendo che Bosch si concentrerà sui vantaggi combinati che la connessione tra Internet of Things (IoT) e intelligenza artificiale (IA) può creare per i prodotti e i servizi a favore dei clienti.
«Riteniamo che la combinazione di IA e IoT – ha continuato la Rückert – sia la chiave per sfruttare al massimo i vantaggi per gli utenti derivanti da entrambe queste tecnologie. Oltre a consentirci di sviluppare nuovi modelli di business, questo approccio ci aiuta a offrire prodotti e soluzioni migliori che offrono un reale valore aggiunto per gli individui e la società nel suo complesso». Intanto le vendite di dispositivi connessi sono cresciute del 50% in un solo anno e pertanto tutti i nuovi prodotti Bosch saranno connessi.
Il ruolo chiave della mobilità
La mobilità rivestirà un ruolo di business chiave, come sempre, per Bosch anche per questo nuovo corso. Sui 4 miliardi di euro investiti ogni anno da Bosch nello sviluppo di software, ben tre quarti vanno al settore automotive. Dalla metà del 2022 tutte le attività di sviluppo software che mirano a rendere i veicoli sempre più intelligenti saranno scorporate e curate dalla consociata Etas. Quest’ultima continuerà il percorso verso la guida connessa e autonoma già avviato con i sistemi di assistenza alla guida.
Quest’ultimi, tra hardware, software e sensoristica, hanno generato 9 miliardi di fatturato negli ultimi 5 anni. Anche il Bosch Center for Artificial Intelligence (BCAI) sta già dando risultati: circa 300 milioni di euro di fatturato. Dunque il domani della mobilità, a partire da oggi, sta nella capacità di calcolo e comunicazione dei veicoli con l’infrastruttura. E in questo l’intelligenza artificiale, la connettività e i sensori di vario tipo rappresentano, insieme al software, un asset decisivo. E, allo stesso tempo, nuove sfide e nuove opportunità per creare un mondo migliore.
La fiducia nella tecnologia
A questo proposito, Bosch ha commissionato lo studio Bosch Tech Compass, uno studio realizzato in cinque Paesi (Cina, India, Germania, UK e Stati Uniti) sul ruolo della Tecnologia nell’umanità e presentato per la prima volta al CES. Secondo lo studio, il 72% dei circa 8mila intervistati è convinta che il progresso tecnologico stia rendendo il mondo un posto migliore. Addirittura per il 76% rappresenta la chiave per combattere il cambiamento climatico. Quota anche superiore (83%) crede che la tecnologia debba servire più ad affrontare le grandi sfide dell’umanità piuttosto che a soddisfare i bisogni individuali.
Bosch condivide questo approccio con la propria filosofia, incarnata dal motto “tecnologia per la vita”. E ne ha presentato al CES esempi concreti come il SoundSee. Questo sistema di sensori è utilizzato dal 2019 sulla stazione spaziale internazionale per individuare, grazie all’intelligenza artificiale, in anticipo le anomalie e dove intervenire per la manutenzione. In collaborazione con l’azienda sanitaria no profit Highmark di Pittsburgh (USA), Bosch sta sperimentando questa stessa tecnologia come strumento diagnostico per la medicina pediatrica.
Dallo spazio ai bambini
Grazie al SoundSee un domani si potrebbero scoprire problemi polmonari come l’asma semplicemente ascoltando il respiro dei bambini, anche in tenera età. Anche il sensore gas di Bosch, il primo dotato di intelligenza artificiale, potrebbero dare un aiuto decisivo per prevenire gli incendi e fungere da “naso digitale”. Il sistema Silvanet Wildfire Sensor di Dryad avverte il fuoco nei boschi in netto anticipo rispetto alle telecamere e ai satelliti, permettendo alle autorità di intervenire prima e in modo più efficace proteggendo il patrimonio boschivo e, allo stesso tempo, limitando le emissioni di CO2.
La tecnologia dunque deve dare fiducia e tutto questo è percepito dal pubblico a livello globale. Ma nella ricerca Bosch Tech Compass emergono comunque diversità. Ad esempio, Cina ed India hanno grandi speranze nel 5G e nell’IA mentre quest’ultima è vista come la più grande minaccia tecnologica dagli intervistati di Usa ed Europa. Su questo tema dunque la cultura occidentale suggerisce un approccio nettamente differente rispetto a quella orientale. Curioso che il 39% dei tedeschi vorrebbero il teletrasporto per muoversi mentre in USA e India tale quota scende rispettivamente a 20% e 10%.
Sentimento comune, ma con differenze
Altrettanto significativo il fatto che lo strumento preferito per muoversi nel futuro è ancora l’auto a controllo umano (56%) seguita dall’aereo (40%) e dal treno (32%). Dunque tecnologia sì, ma non che stravolga la vita e che continui a dare libertà e sicurezza, ma tutelando il bene comune, l’unico che davvero conta per il futuro.
Dove sono i microchip in un’auto moderna? Ecco dieci applicazioni dove sono più numerosi.
1. Powertrain
Il powertrain, cioè il sistema energetico di bordo, quello che fa muovere ogni auto, senza microchip rimane fermo come una pietra. In base alla tecnologia di trazione dell’auto, dai microprocessori dipendono il motore, le batterie, i motori elettrici, l’elettronica di potenza e anche il cambio.
2. Motore a benzina o diesel
Se a bordo c’è un motore a combustione interna, sia a benzina che diesel, il sistema di iniezione del combustibile, il controllo della combustione e l’irrinunciabile trattamento gas di scarico, che comprende sistema di ricircolo, catalizzatore, alimentazione e dosaggio dell’urea nei motori a gasolio, senza chip non funzionano.
3. Controllo trazione e stabilità
Ma anche il comportamento su strada, ottenuto grazie al controllo elettronico della trazione e della stabilità di marcia, è ormai progettato dando per scontata la presenza nel sistema di microcircuiti.
4. Impianto frenante
L’impianto frenante dipende da microchip per l’azionamento controllato e differenziato sulle quattro ruote, il controllo di ogni singolo freno, il monitoraggio dello stato del sistema e della temperatura. Quasi tutto, insomma.
5. Abitacolo
Entrando nell’abitacolo, il navigatore ha microchip che permettono il funzionamento dello schermo, del processore, dove presente anche del cd, oltre che naturalmente dell’essenziale sistema di posizionamento Gps.
6. Strumentazione conducente
L’intera strumentazione a disposizione del conducente poi, dal pannello di controllo, al display, al computer di bordo e fino ai singoli indicatori, non può nemmeno accendersi senza l’attivazione di piccolissimi ed essenziali chip.
7. Infotainment
Quello che oggi viene chiamato infotainment e tutte le nuove funzioni collegate alla connettività dei veicoli (radio, riproduzione audio, telefono, scambio dati) sono un vero e proprio feudo dei microchip all’interno di ogni vettura.
8. Sicurezza e assistenza alla guida
Le sempre più numerose tecnologie per la sicurezza e l’assistenza alla guida, dagli airbag, alle cinture di sicurezza con pretensionatore, fino ai sensori parcheggio, al radar, alle videocamere, al cruise control e alla modalità di mantenimento corsia, come anche la frenata d’emergenza, hanno bisogno di microchip addirittura su più livelli dell’architettura elettronica che le fa funzionare.
9. Climatizzatore
Il climatizzatore senza chip non sa nemmeno misurare la temperatura. Per riuscire a regolarla in accordo alle volontà di chi è a bordo ha bisogno di ulteriori microcircuiti, inseriti in più complessi sistemi elettronici miniaturizzati.
10. Luci e tergicristalli
A semiconduttori e circuiti stampati è affidato anche il funzionamento di due elementi apparentemente semplici, come le luci e i tergicristalli. Il fascio luminoso, la sequenza di attivazione dei led, gli stessi indicatori di direzione, così come il sensore di pioggia o la regolazione della velocità delle spazzole sul parabrezza dipendono tutti da quel piccolo, poco costoso, ma oggi a volte introvabile componente.
La diffusione delle auto elettriche e ibride plug-in passa soprattutto dalla semplificazione dell’operazione chiave del nuovo modello di mobilità, la ricarica delle batterie.
Poter avere a disposizione un punto di ricarica deve essere semplice, addirittura scontato.
Questo vale per la ricarica domestica – vera colonna portante dell’utilizzo reale di un’auto a batterie – e per l’infrastruttura pubblica.
Basta con i due cavi
Il nuovo cavo Bosch è fornito di due adattatori , uno per prese di ricarica da infrastruttura pubblica di tipo 2, l’altro per spine domestiche.
Per ricaricare da una presa di corrente di casa o da una stazione di ricarica sulla strada non c’è quindi più bisogno di avere due diversi cavi.
Con questo cavo di ricarica universale, Bosch rende l’elettromobilità ancora più comoda.
Afferma Uwe Gackstatter, presidente della divisione Bosch Powertrain Solutions, che aggiunge:
Vogliamo rendere il nuovo cavo standard per i veicoli elettrici.
L’arrivo a bordo di nuovi modelli è molto vicino, visto che la Bosch prevede di iniziare a fornire il prodotto alle case auto a partire dalla metà del 2022.
Un cavo per la ricarica a casa e in viaggio fino a 22 kW
Il cavo trifase consente la cosiddetta modalità 2 e la modalità 3 di ricarica in corrente alternata fino a 22 kilowatt, quindi le due modalità più diffuse per l’utilizzo urbano e per gi spostamenti non autostradali.
La tecnologia di controllo è integrata in ciascuna delle spine di testa interscambiabili.
Ciò garantisce che non si verifichino sovraccarichi o surriscaldamenti anche durante la ricarica da una presa di corrente domestica, con l’utilizzo di un massimo di 2,3 kilowatt di potenza.
Niente più scatola di controllo
Durante la ricarica da una presa di corrente a 230 volt, il nuovo cavo Bosch Flexible Smart Charging funziona senza quello che viene spesso chiamato “mattone di ricarica”, cioè la scatola di controllo integrata nel cavo normalmente presente.
Più leggero
Oltre ad essere più semplice da utilizzare, il cavo pesa il 40% in meno rispetto ai cavi di ricarica convenzionali attualmente dati in dotazione dalle case auto.
Il peso del cavo Bosch Flexible Smart Charging è annunciato al di sotto dei tre chili.
Anche i motori elettrici avranno le marce. Ne è sicura la Bosch che ha sviluppato una nuova trasmissione a variazione continua per motori elettrici denominata CVT4EV. Tale soluzione aumenta le prestazioni del 4% e offre altri vantaggi in termini di progettazione, modularità industriale e modalità di utilizzo.
CVT4EV vuol dire continuously variable transmission for electric vehicle. Il primo vantaggio è tipico di questo tipo di trasmissione, ovvero permettere al motore di funzionare costantemente nel campo di utilizzo più favorevole aumentando prestazioni ed efficienza in ogni condizione di utilizzo.
Sempre il rapporto giusto
Il CVT infatti varia in modo continuo il rapporto di trasmissione fornendo rapporti infiniti tra due estremi. È anche il cambio concettualmente più semplice poiché la variazione del rapporto avviene regolando il diametro della puleggia primaria e di quella secondaria collegate da una cinghia.
Il motore elettrico ha un campo di utilizzo molto più ampio rispetto a quello a combustione interna e tutta la coppia allo spunto. Questo permette di utilizzare una trasmissione a rapporto fisso che, dal punto di vista teorico, rappresenta la soluzione migliore in termini di semplicità, costo, peso e assorbimento.
La teoria e la pratica
In molte situazioni reali tuttavia la possibilità di cambiare rapporto rappresenta un vantaggio. Ad esempio, in salita, in accelerazione e in condizioni di carico particolarmente gravose. In più, a velocità di crociera c’è la possibilità di far girare il motore a regimi ridotti aumentando il comfort e diminuendo il consumo di energia.
Quest’ultimo punto è particolarmente importante per le auto elettriche che trovano nella marcia a velocità costante e autostradale le condizioni di efficienza peggiore. I cambi sono dunque una soluzione interessante per ottimizzare i consumi e ottimizzare le prestazioni globali del veicolo. Ma non solo.
Il downsizing elettrico
Secondo Bosch, una trasmissione CVT permette altre ottimizzazioni. Il primo è poter adottare un motore più piccolo. Con il cambio può infatti accelerare più prontamente, gestire masse superiori e assicurare buone velocità di crociera in modo più silenzioso. In questo modo parte del maggior peso è già compensata.
Altra compensazione è fornita dalla batteria. Se infatti in velocità migliora l’efficienza, si può teoricamente utilizzare una batteria più piccola oppure la stessa per avere autonomie superiori. Ne deriva un ulteriore vantaggio: poter fornire a veicoli diversi caratteristiche diverse a parità di hardware.
Più hardware e più software
Con lo stesso motore e la trasmissione si può avere un suv dalle grandi capacità di traino oppure un’auto sportiva. Oppure dare al guidatore la possibilità di scegliere diverse modalità di guida. La trasmissione CVT4EV è dunque un hardware aggiuntivo che permette ulteriori possibilità di agire attraverso il software.
Il costruttore ha dunque costi minori, maggiore standardizzazione industriale e maggiore flessibilità. Se un cambio dunque offre tali vantaggi sul motore elettrico perché non è stato utilizzato? Alcuni motivi sono già stati citati e ce ne sono molti altri che hanno solide giustificazioni, sia teoriche che basate sull’esperienza.
Dalla Taycan in poi
L’unica auto elettrica di serie ad avere una trasmissione a 2 rapporti fissi è la Porsche Taycan. E solo per il motore posteriore. Anche le Formula E, che hanno nel powertrain l’unico componente libero, hanno tutte la trasmissione a rapporto fisso. In passato ci sono stati sistemi fino a 5 velocità, ma alla fine tutti sono tornati al rapporto fisso.
Questo perché nelle competizioni la semplicità è funzione diretta dell’efficienza globale e delle prestazioni. Ma l’utilizzo quotidiano è cosa ben diversa. Non è dunque detto che le soluzioni migliori per le auto da corsa siano anche le migliori per le auto stradali. Anche se teoricamente lo sarebbero.
Il caso Williams
Un caso esemplare riguarda proprio il CVT. Tale tipo di cambio infatti permette di far funzionare costantemente il motore al regime ideale. Dunque il meglio sia per i consumi sia per le prestazioni. Eppure i guidatori normali gli preferiscono il cambio automatico a rapporti fissi per il tipo di risposta.
Anche nelle competizioni ci fu il tentativo di sfruttare il cambio CVT. Ci provò la Williams nel 1993: nessuna cambiata, nessuna perdita di potenza e possibilità di far girare costantemente al regime ideale il V10 Renault, allora il motore migliore della Formula 1 grazie ad alcune soluzioni come le valvole pneumatiche.
Un’arma troppo potente
Anche le Williams era in quegli anni le monoposto migliori e, grazie al regime fisso e alla conseguente assenza di variazioni di carico tra i due assali, anche la guidabilità della vettura era migliore. Il risultato era che con il CVT la FW15C era ancora più veloce, secondo le testimonianze dirette, di alcuni secondi al giro.
La FIA intervenne prontamente vietando i cambi a variazione continua. Un risultato tecnico tuttavia vi fu. Il passaggio dalle cinghie in gomma a quelle formate da mini segmenti in metallo permise in quegli anni un vero e proprio ritorno del cambio inventato nel 1958 dall’olandese Hub Van Doorne e battezzato Variomatic.
C’era una volta il Variomatic
Van Doorne lo installò anche su automobili costruite dalla DAF, altra sua creazione. Oggi DAF produce solo mezzi pesanti e la sua società di trasmissioni, la Van Doorne Transmissie fondata nel 1972, è stata acquisita proprio da Bosch nel 1995 e ha preso il nome di Bosch Transmission Technology B.V. con sede e Tilburg.
IL CVT è un cambio teoricamente perfetto, per la sua semplicità ed efficienza. Tuttavia, i suoi unici estimatori sono i costruttori giapponesi, in particolare Nissan e Subaru che lo hanno perfezionato. Eppure, ben un quinto di tutte le auto con cambio automatico circolanti sfruttano l’invenzione di Hub Van Doorne.
Il futuro ha una marcia in più
Anche l’unione tra Bosch e il CVT ha un valore ideale, sia per il passato sia per il futuro. L’azienda tedesca ha infatti nel suo logo un motore elettrico e il CVT potrebbe essere il complemento ideale per le auto elettriche del futuro. E Bosch non è la sola a pensare che sui motori elettrici del futuro tornerà il cambio.
Anche i futuri powertrain eATS 2.0 di Mercedes avranno un cambio a 2 velocità. L’obiettivo è di aver il miglior bilancio tra costi e prestazioni. Dunque l’obiettivo è il medesimo di Bosch: standardizzare quanto possibile la parte meccanica per diminuire i costi, ma senza compromessi per efficienza e sensazioni.
Il potenziale della variazione continua
Da questo punto di vista il CVT offre il potenziale maggiore poiché, tra le funzionalità acquisite nel tempo, c’è anche la modalità di selezione sequenziale. Dunque l’auto elettrica sarà in grado di offrire sensazioni sportive senza compromessi con la fluidità e continuità di erogazione tipiche del motore ad elettroni.
D’altro canto, è alquanto interessante quanti e quali progressi presenti il motore elettrico. Sembrava un componente troppo semplice e scontato per essere migliorato. Ed invece sempre più costruttori si stanno dedicando in modo diretto, alla ricerca di caratteristiche che possano migliorarne l’efficienza e dare un’esperienza di guida sempre più appagante.
La nuova fabbrica Bosch di microchip a Dresda costa un miliardo di euro. La cifra spesa per la costruzione della nuova struttura produttiva rappresenta il più grande investimento unico mai realizzato dalla Bosch nei suoi centotrenta anni di storia.
Basta questo a dare la misura del livello di innovazione presente nel processo.
Comanda l’intelligenza artificiale
Intelligenza artificiale, internet delle cose e microchip sono impacchettati tutti insieme dentro alla nuova fabbrica di Dresda della Bosch.
Per la prima volta un sito produttivo del gigante della componentistica tedesco si auto-ottimizza grazie ai metodi dell’intelligenza artificiale e realizza una connessione totale tra le diverse macchine ad elevata automazione.
Produce microchip
Il prodotto finale della fabbrica sono proprio gli indispensabili chip che rendono possibili tutte le funzioni elettroniche e sensoristiche delle automobili, diventati peraltro molto scarsi negli ultimi mesi sul mercato mondiale.
Tanto da causare interruzioni di produzione negli impianti di quasi tutti i grandi costruttori.
Fabbrica gemella virtuale
L’ulteriore unicità della fabbrica è di nascere fin dalla progettazione con un gemello virtuale.
In pratica, dal 2018 ad oggi non è stata costruita soltanto una fabbrica reale fatta di muri, macchinari e infrastrutture. Mentre la realtà prendeva forma, ne è stata sviluppata anche una copia esatta completamente virtuale, che somiglia nei minimi particolari all’originale e ne rappresenta il gemello identico, che permetterà di velocizzare ogni miglioramento e correzione che si renderà possibile.
La fabbrica digitale – gemella di quella reale – è composta da mezzo milione di oggetti virtuali tridimensionali, che comprendono gli edifici, le infrastrutture, tutti i macchinari e perfino le canaline di alloggiamento dei cavi, oltre all’impianto di aerazione.
Come un Lego digitale
Una sorta di incredibile costruzione Lego immateriale contenuta nelle memorie e nei programmi dei computer, che permette di intervenire da remoto, a una distanza che può essere anche di migliaia di chilometri, grazie a degli occhiali a realtà aumentata alla manutenzione di ogni componente della fabbrica.
Questa tecnologia ha dato già i suoi frutti, permettendo in piena emergenza Covid-19 di portare avanti i lavori con istruttori e operatori separati da grandi distanze, eppure messi in condizione di lavorare insieme al completamento del sito.
“Questa è la nostra prima fabbrica AIoT, che integra intelligenza artificiale e internet della cose – annuncia Volkmar Denner, numero uno della Bosch – fin dall’inizio completamente connessa, basata sui dati e che si ottimizza autonomamente”.
Tempi da record
La corsa alla realizzazione del sito e del suo gemello virtuale è stata velocissima, tanto che l’impianto inizierà a produrre i primi chip già a luglio, sei mesi prima rispetto alla pianificazione originariamente prevista. Si tratterà di microcircuiti per elettroutensili a marchio Bosch.
L’avvio di chip per automobili inizierà invece a settembre, anche in questo caso in anticipo (di tre mesi) rispetto al previsto.
Alta formazione
Sono già 250 le persone altamente qualificate che lavorano nell’impianto, principalmente ingegneri. Con il completamente di parti di edificio e di processo ancora in costruzione, nei prossimi mesi il personale del sito raggiungerà le 700 unità.
Quella che già oggi viene definita la Silicon Saxony, risposta dello stato della Sassonia alla Silicon Valley californiana, si arricchisce così ulteriormente di competenze e unicità tecnologiche che non potranno che attirare nell’area ulteriori attori dell’alta tecnologia.
Bosch individua in elettromobilità, idrogeno e Internet delle cose (IoT) i tre filoni chiave per il suo futuro.
Il grande fornitore tedesco di tecnologia e servizi combina l’Internet delle cose (IoT) con l’intelligenza artificiale e punta tutto sull’hi-tech e sull’ecosostenibilità mettendo al centro della sua strategia l’elettromobilità.
Il marchio tedesco sostiene infatti che attraverso una mobilità elettrica a zero emissioni sarà possibile creare nuove opportunità di business sulla scia dei cambiamenti tecnologici ed ecologici in atto.
Espansione software
Volkmar Denner, Ceo di Bosch, ha dichiarato durante la conferenza stampa di presentazione del rapporto annuale dell’azienda:
‘’Bosch ha superato bene il primo anno della pandemia, siamo fra i vincitori nella transizione verso l’elettrificazione e stiamo significativamente espandendo la nostra attività software integrando l’intelligenza artificiale’’.
Nella tecnologia powertrain, l’elettromobilità si sta affermando come il core business di Bosch.
Cinque miliardi sull’elettromobilità
Non a caso il marchio ha effettuato ingenti investimenti in questo settore: solo per quest’anno sono previsti ulteriori 700 milioni di euro. Ad oggi sono già stati investiti 5 miliardi di euro nell’elettromobilità.
Attualmente il fatturato Bosch dei componenti dei sistemi di propulsione elettrici sta registrando una crescita doppia rispetto al mercato, pari a quasi il 40%. L’obiettivo è incrementare il fatturato annuale di cinque volte, per un totale di circa cinque miliardi di euro entro il 2025.
L’impegno globale per combattere i cambiamenti climatici sta spingendo verso l’elettrificazione e l’idrogeno verde.
‘’L’elettrificazione richiede soluzioni non soltanto per la mobilità, ma anche per il riscaldamento negli edifici’’
Ha specificato Denner.
Nell’elettromobilità, gli elementi chiave del cambiamento sono la riduzione dei costi delle batterie e le norme sulle emissioni per raggiungere gli obiettivi climatici.
Elettrico negli edifici
Nella tecnologia per l’edilizia, in particolare per quanto riguarda il riscaldamento e la climatizzazione, l’impiego di pompe di calore ed energie rinnovabili sta acquisendo un ruolo sempre più importante.
Per esempio, negli impianti di riscaldamento, Bosch sta registrando una crescita molto più rapida rispetto al mercato, con soluzioni basate sull’elettricità.
Il fatturato delle pompe di calore è cresciuto di oltre il 20% nel 2020; Denner prevede che triplicherà entro il 2025. Inoltre, l’azienda stima che la ristrutturazione degli edifici residenziali prevista dal Green Deal europeo darà un ulteriore forte impulso. In questa prospettiva, il marchio intende sfruttare la propria ‘’capacità di investimento e di produzione su larga e scala e il suo know-how nella commercializzazione’’.
Solo per quanto riguarda le pompe di calore aria- acqua dell’azienda, particolarmente efficienti e silenziose, nel 2020 le vendite sono quasi raddoppiate in Germania.
L’idrogeno è strategico
Bosch si sta anche concentrando sul mercato in crescita dell’idrogeno: l’azienda ritiene in particolare che il settore legato all’idrogeno verde nell’UE avrà un valore di quasi 40 miliardi di euro entro il 2030, con tassi di crescita annuali del 65%.
Le celle a combustibile convertono l’idrogeno in elettricità e Bosch sta sviluppando soluzioni di celle a combustibile sia stazionarie sia per applicazioni nel settore della mobilità.
Un miliardo sulle celle a combustibile
Dal 2021 al 2024 Bosch prevede di investire oltre un miliardo di euro in questa tecnologia.
“Bosch è già H2-ready”.
Ha dichiarato Denner. Il piano prevede di mettere in funzione quest’anno 100 impianti di celle a combustibile stazionarie. Forniranno elettricità ad utenze quali data center, produttori industriali e aree residenziali. Una cella a combustibile ad ossidi solidi stazionaria, situata al centro di Bamberg, in Germania, è stata messa in funzione alla fine di marzo 2021 insieme a Stadtwerke Bamberg, l’ente dei servizi pubblici della città.
Mercato da 18 miliardi entro il 2030
Bosch stima che il mercato dei componenti per le celle a combustibile mobili avrà un valore di circa 18 miliardi di euro entro la fine del decennio. Denner è convinto che sotto questo punto di vista Bosch vanti un’ottima posizione:
‘’Abbiamo ciò che serve per essere leader anche in questo mercato’’.
Di recente Bosch ha costituito una joint venture con il gruppo cinese Qingling Motors per produrre sistemi di propulsione a celle a combustibile. Entro la fine di quest’anno scenderà in strada una prima flotta di 70 autocarri.
Non solo elettromobilità ma anche intelligenza artificiale che, secondo Bosch, genererà un fatturato di miliardi di euro nei prossimi anni.
Si prevede il raddoppio delle vendite dei dispositivi dotati di connettività per la casa: dai quattro milioni di unità dello scorso anno a circa otto milioni nel 2021
Inoltre, Bosch intende utilizzare l’IA per valutare i dati relativi al modo in cui i clienti utilizzano i prodotti al fine di fornire aggiornamenti software per creare nuove funzioni e servizi per i clienti.
Per esempio, nel settore della videosorveglianza, l’analisi video basata sulle reti neurali apre la strada a nuove possibilità. A questo scopo Bosch sta integrando rilevatori sia nelle nuove telecamere sia in un box IA da collegare ai dispositivi installati.
La prima applicazione è un rilevatore di traffico che inizialmente sarà in grado di rilevare e individuare i veicoli con precisione nelle situazioni di traffico intenso, anche in condizioni di scarsa illuminazione. Secondo l’azienda, maggiore è la quantità di dati che confluisce nell’applicazione del cliente, più aumentano le capacità dell’IA, tra cui rilevare gli incidenti con precisione.
Combustibili rinnovabili
‘’L’azione per il clima non consiste nel porre fine al motore a combustione interna. Consiste nel dire addio ai combustibili fossili. E mentre l’elettromobilità e l’energia di ricarica verde rendono il trasporto su strada a zero emissioni, lo stesso vale per i carburanti rinnovabili’’ ha detto Denner. Il ceo di Bosch ha ricordato che la mobilità a zero emissioni è un obiettivo ambizioso quasi quanto lo era andare sulla Luna negli anni Sessanta.
Tuttavia, a differenza dell’allora presidente USA Kennedy, che si limitò a porre il grande obiettivo di “mandare il primo uomo sulla Luna” lasciando che fossero gli ingegneri a decidere come fare, la Commissione europea sta agendo nel modo opposto. “Questo è un modo per bloccare le alternative per l’azione per il clima – ha dichiarato Denner – Se la società vuole davvero agire a favore dell’ambiente, è essenziale che gli approcci tecnologici non vengano messi l’uno contro l’altro. Dobbiamo invece combinarli’’.
Bosch Carbon neutral
Bosch sta portando avanti i propri obiettivi sull’azione per il clima come pianificato. Ora che è stato certificato lo stato “climate-neutral” del Gruppo Bosch nelle oltre 400 sedi di tutto il mondo, Bosch sta dando forma ai propri piani per il cosiddetto “Scope 3”
L’azienda punta a ridurre le emissioni di carbonio del 15%, rispetto al livello del 2018, lungo la sua intera catena del valore, dai fornitori ai clienti, entro il 2030, per una riduzione delle emissioni di anidride carbonica di 67 milioni di tonnellate. ‘’Sicuramente i nostri sforzi faranno virare la nostra gamma di prodotti verso l’efficienza energetica o addirittura il cambiamento tecnologico. In futuro, l’impronta di carbonio di un fornitore di merci o di servizi logistici sarà uno dei criteri per l’assegnazione dei nuovi contratti di fornitura – ha spiegato Denner – Questo darà i suoi frutti in termini di mitigazione del riscaldamento globale’’.
Per il 2021 Bosch prevede che l’economia mondiale crescerà di poco meno del 4% quest’anno, dopo una contrazione di circa il 3,8% dello scorso anno. Bosch infatti ritiene di essere consapevole dei rischi che interessano il settore automotive, in particolare per quanto riguarda i semiconduttori che sono molto richiesti. L’azienda sta facendo tutto quanto in suo potere per supportare i propri clienti in questa situazione difficile.Tuttavia, non è previsto un miglioramento a breve termine e la situazione potrebbe anche influire sugli sviluppi dell’attività nell’anno in corso.
A lungo termine, Asenkerschbaumer ritiene che sia necessario rendere tutte le catene di approvvigionamento dell’industria automobilistica meno soggette a interruzioni. Inoltre, l’allineamento del business della mobilità con aree di importanza futura quali l’elettromobilità, la guida autonoma e le architetture future dell’elettronica richiedono enormi investimenti anticipati.
‘’In questo contesto di profonda trasformazione, il 2021 è un anno molto importante e sfidante’’.
Secondo Denner, la trasformazione di Bosch da un lato costerà posti di lavoro, dall’altro presenterà nuove prospettive per i collaboratori. Negli stabilimenti principali, Bosch sta sfruttando le abilità acquisite dallo sviluppo e dalla produzione di sistemi a benzina e diesel per applicarle a nuove tecnologie quali le celle a combustibile.
Ricollocazione delle risorse umane
‘’Abbiamo già ricoperto oltre metà delle posizioni legate all’elettromobilità con collaboratori del settore dei motori a combustione’’.
Ha dichiarato il ceo di Bosch. Inoltre, è stata creata una piattaforma di collocamento a livello aziendale per individuare rapidamente gli specialisti per le posizioni nelle aree di importanza futura.
Bosch sta compiendo progressi anche nei programmi di digitalizzazione: dall’inizio del 2020, il portale di formazione interno ha registrato oltre 400.000 accessi. Nel 2020, più di una sessione di formazione su tre si è svolta online; si prevede che questo numero salirà del 50% entro il 2023.
Bosch punta all’idrogeno in Cina con la Hydrogen Powertrain Systems (Chongquing) Co. Ltd, joint-venture con Qingling Motors. La società si occuperà dell’assemblaggio e la commercializzazione di sistemi di celle a combustibile per il mercato cinese.
Idrogeno a moduli
In termini più chiari, si occuperà di produrre e vendere i cosiddetti Fuel Cell Power Module. Le unità modulari rappresentano il futuro dell’idrogeno poiché ottimizzano i costi e gli spazi per ogni tipo di utilizzo, sia veicolari sia stazionari. I moduli integrano stack, elettronica di controllo e sensori e sono facilmente componibili e collegabili in serie. Anche Toyota punta ai moduli per promuovere la società dell’idrogeno.
Il target è la mobilità di grandi dimensioni e per le lunghe percorrenze in Cina. Anche qui dunque c’è la crescente consapevolezza che l’elettrificazione e la riduzione delle emissioni per camion, navi, bus e mezzi industriali passa inevitabilmente per l’idrogeno. Per questi mezzi l’elettrico a batteria è difficilmente praticabile. Tale consapevolezza coinvolge anche l’Unione Europa ed è espressa dal Green Deal.
Il target è la mobilità di grandi dimensioni e per le lunghe percorrenze in Cina. Anche qui dunque c’è la crescente consapevolezza che l’elettrificazione e la riduzione delle emissioni per camion, navi, bus e mezzi industriali passa inevitabilmente per l’idrogeno
Un milione entro il 2030
E che la Cina rappresenti un enorme mercato potenziale per l’idrogeno “pesante” lo dimostra la joint-venture tra Daimler Truck e Volvo Group, avvenuta con la benedizione della Geely. La Energy Saving and New Energy Vehicle Technology Roadmap 2.0 pubblicata dalla China Society of Automotive Engineers (China-SAE) prevede un milione di mezzi ad idrogeno nel 2030 immatricolati sotto la Grande Muraglia.
Bosch intanto si è già portata avanti con il centro di Wuxi, dedicato alla costruzione delle celle a combustibile. L’azienda tedesca prevede che nel 2030 sarà ad idrogeno il 20% della mobilità elettrica (25% del totale). Per le zero emissioni sta già investendo 700 milioni di euro all’anno, ha dedicato tre stabilimenti (Bamberg, Feuerbach e Homburg) e ha un accordo con la svedese PowerCell operativo del 2022.
I primi mezzi (70 autocarri) della Qingling Motors saranno su strada già nel corso dell’anno. L’inizio per la produzione in serie invece è previsto a cavallo del 2022 e 2023. L’obiettivo commerciale è però rifornire tutti i costruttori cinesi in modo da permettere al settore dei trasporti di accedere ad una tecnologia che permetta di abbattere le emissioni. L’obiettivo industriale è raggiungere rapidamente economie di scala.
La Cina più della Germania
Bosch è il più grande fornitore di tecnologie per il settore Automotive. Nel 2020 ha realizzato un fatturato di 71,6 miliardi di euro, di questi 42,3 provengono dalla divisione Mobility Solutions che è dunque la più significativa, di gran lunga. Nel 2020, per la prima volta nella storia, il fatturato generato dalla Cina è stato superiore a quello in Germania. Rispetto al 2020, gli investimenti per le emissioni zero sono saliti del 40%.
Si chiama Bosch battery in the cloud ed è la tecnologia dell’azienda tedesca che promette di mantenere sempre in piena efficienza le batterie dell’auto elettrica.
Lo stress fa invecchiare le batterie più velocemente. Quello che vale per il corpo umano, è vero anche per le celle delle batterie al litio dei veicoli elettrici.
Con l’invecchiamento delle batterie, diminuiscono le prestazioni, la capacità energetica e quindi l’autonomia del veicolo con una ricarica.
Questione economica
Se le batterie durano di più, anche l’auto mantiene maggiormente il suo valore nel tempo. E diventa più semplice e sicuro il passaggio da un proprietario a un altro di un’auto di seconda meno, come diventa maggiormente interessante l’ulteriore vita utile degli accumulatori nella cosiddetta second life.
La seconda vita delle batterie al litio dopo l’utilizzo in auto è nelle applicazioni stazionarie di servizio alle reti di distribuzione elettrica, se la salute delle batterie è garantita, la seconda vita diventa più semplice da realizzare e maggiormente remunerativa.
Gemella virtuale
Il sistema Bosch Battery in the cloud prevede nuovi servizi nella nuvola digitale che si affiancano ai singoli sistemi di gestione della batteria dei veicoli.
Le funzioni smart del software nel cloud analizzano continuamente lo stato di salute della batteria e agiscono di conseguenza per rallentare l’invecchiamento delle celle.
In pratica, ogni batteria di auto elettrica può avere una gemella virtuale nella nuvola digitale. Un clone virtuale della batterie realmente in funzione, uguale in tutto e per tutto – dal punto di vista dei dati – alla batteria reale. In questo modo la gemella virtuale può essere costantemente analizzata dal software che via via si evolve nella sua capacità analitica e predittiva.
Vantaggi concreti
Le condizioni di salute della gemella virtuale, grazie al Bosch Battery in the cloud, portano all’individuazione di interventi di manutenzione preventiva in caso di nascenti malfunzionamenti.
Questo permette di evitare rotture, portando a quello che viene definito Repair instead of replace (Ripara invece di sostituire), che allunga la vita della batteria, evita le sostituzioni che sarebbero causate dal progredire di piccoli problemi, diminuisce la quantità di batterie da avviare al riciclo, aumentando quella destinata invece al riutilizzo alla fine della vita automobilistica.
Usura ridotta del 20%
Secondo gli esperti del Bosch Battery in the cloud, questi interventi possono ridurre l’usura della batteria, il componente più costoso di un veicolo elettrico, fino al 20%.
Secondo i dati forniti dalla Bosch, la durata media delle attuali batterie agli ioni di litio è pari a 8-10 anni o 500-1.000 cicli di carica.
Solitamente, i produttori di batterie garantiscono un chilometraggio compreso tra 100.000 e 160.000 chilometri.
Ma la rapidità di ricarica, il numero elevato di cicli di ricarica, lo stile di guida eccessivamente sportivo e temperature estremamente alte o basse sono fonti di stress per le batterie e contribuiscono ad accelerare il loro processo di invecchiamento .
Parametri sotto controllo
I servizi legati alla tecnologia Bosch Battery in the cloud sono ideati per riconoscere e contrastare le principali cause di deterioramento.
Tutti i dati rilevanti della batteria, dalla temperatura ambiente in ogni momento di utilizzo fino alle diverse modalità e condizioni di ricarica, vengono trasmessi in tempo reale alla nuvola digitale, dove vengono valutati da algoritmi di apprendimento automatico.
Con questi servizi, Bosch non solo offre la possibilità di essere sempre a conoscenza dello stato della batteria, ma per la prima volta consente di effettuare una previsione affidabile della durata residua e delle prestazioni della batteria stessa.
L’auto elettrica è vista da molti in modo semplicistico: batterie, motori elettrici, ruote e il gioco è fatto.
Forse un secolo fa era vero, ma oggi non è così.
L’auto elettrica moderna è un sistema complesso che interagisce con altri sistemi complessi. Al suo interno c’è una tecnologia che lascia aperte molte strade, alcune in coesistenza col motore a combustione interna, altre che portano fino all’idrogeno, quasi tutte con applicazioni non limitate alla sola automobile.
Poi c’è il “fuori”, che nell’era delle comunicazioni digitali permette addirittura di sdoppiarne gli elementi.
Quattro ingegneri
Ne parlo nel mio appuntamento “Talk” a Electric Days 2021 con Davide De Silvio di FPT Industrial, Giovanni Gaviani di Texa, Giulio Lancellotti della Bosch.
Siamo quattroingegneri e nella conversazione questo si dimostra un grande vantaggio.
Io nella mia attività universitaria formo proprio ingegneri. Lo faccio con convinzione e grande soddisfazione, perché l’approccio ingegneristico è prezioso per guardare al futuro nel modo giusto.
Giovanni Gaviani – Texa
Con Gaviani partiamo subito dal motore elettrico, protagonista del titolo del Talk.
Il motore elettrico ha più di cento anni e un’infinità di applicazioni. Ma quali sono i margini di miglioramento sulle automobili?
Motori a magneti permanenti a flusso radiale, flusso assiale, motori a induzione. Ci sarà spazio per tutti o avremo un vincitore?
Qual è il consiglio di chi si occupa di sviluppo di nuovi prodotti a chi vuole passare all’elettrico per scegliere l’auto guardando al motore?
Nel Talk, visibile nel VIDEO in fondo a questo articolo, le sue risposte.
Giulio Lancellotti – Bosch
Con la Bosch usciamo fuori dall’auto. Cos’ha a che fare la nuvola digitale con le batterie?
Parliamo con particolare degli automobilisti, qual è per loro il vantaggio di avere una batteria “salvata” anche nel cloud?
Anche a Lancellotti chiedo un consiglio. A quali elementi dell’Internetdellecose deve dare particolare attenzione l’automobilista?
Nel Talk, visibile nel VIDEO in fondo a questo articolo, le sue risposte.
Davide De Silvio FPT Industrial
Con FPT Industrial allarghiamo la visuale.
Infatti nei veicoli il motore è parte di un sistema di trazione e FPT ne sviluppa le applicazioni fino ai Tir e anche ai trattori agricoli, qual è l’interesse di queste applicazioni?
Motori, inverter, batterie ma nei camion grazie al lavoro della FPT Industrial è in arrivo anche l’idrogeno.
Anche a De Silvio chiedo il suo consiglio per chi sta ipotizzando di passare a un veicolo pesante a zero emissioni.
Nel Talk, visibile nel VIDEO qui sotto, le sue risposte.
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