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Herramientas nuevas para ensayar y modelar vehículos eléctricos

Para facilitar la transición desde los vehículos de combustión interna (VCI) hacia los eléctricos (VE) es necesario mejorar el rendimiento de los vehículos y reducir a la mitad los costes tecnológicos y el tiempo de desarrollo. Las herramientas y métodos avanzados desarrollados por un proyecto de la Unión Europea sirvieron para establecer el desarrollo rápido y la mejora de los planteamientos modernos sobre VE.

Energía

En la actualidad existen varias deficiencias en el diseño y el desarrollo de los VE. Los modelos de simulación de componentes eléctricos tienen poca precisión y no se conocen al detalle las interacciones entre los distintos componentes. También presentan carencias en cuanto a su optimización en entornos reales, sobre todo debido a que no tienen en cuenta situaciones de conducción específicas o de estrés. Todo ello da lugar a transmisiones eléctricas poco optimizadas. Además, los procedimientos de ensayo están optimizados para los VCI y la labor realizada para su adaptación a los VE no es aún suficiente. El proyecto ASTERICS (Ageing and efficiency simulation & testing under real world conditions for innovative electric vehicle components and systems) se puso en marcha para resolver estos problemas mediante un método sistemático y exhaustivo dedicado a las fases de diseño, desarrollo y ensayo de las transmisiones eléctricas. La propuesta de ASTERICS se articuló en torno a cuatro módulos básicos. En primer lugar se definió un conjunto de perfiles de uso de ciclo de conducción en entornos reales basado en la conducción real de los VE, las necesidades de los conductores y datos extraídos de la flota de vehículos. Gracias a esta información se identificó y se concretaron condiciones concretas de operación, requisitos de rendimiento y restricciones para los componentes de los VE, así como escenarios de estrés, casos de uso y criterios de evaluación. En una segunda fase, el equipo creó procedimientos avanzados para ensayos destinados a alimentar modelos de simulación de componentes para la batería, el conversor y el motor eléctrico. Estos modelos son capaces de simular los componentes de la transmisión en condiciones reales con la precisión y velocidad de cálculo necesaria, y por tanto pueden emplearse en todas las fases del proceso de desarrollo en entornos de ensayo como por ejemplo los basados en modelos, software y hardware integrados. A continuación se procedió a optimizar el sistema al completo mediante una integración de los modelos de subsistemas de alta resolución mediante componentes e interfaces. De este modo es posible modelar, calibrar y optimizar con precisión el rendimiento del vehículo y su eficiencia energética a través del sistema de transmisión al completo. Del mismo modo es posible realizar una verificación basada en ciclos de conducción reales en las primeras fases del proceso de desarrollo. Se espera que las tecnologías creadas cumplan una función esencial a la hora de optimizar las estrategias de dimensionado energético y gestión de la energía en las primeras fases de diseño. El objetivo consiste en aumentar la eficiencia y las prestaciones de los vehículos eléctricos en, como mínimo, un 20 %. Estas herramientas propiciarán, previsiblemente, una reducción del 50 % en el tiempo total destinado al desarrollo y ensayo de los vehículos eléctricos y sus componentes.

Palabras clave

Vehículos eléctricos, motor de combustión interna, transmisión eléctrica, ASTERICS

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