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Movilidad y vehículo eléctrico: desarrollo de un vehículo eléctrico urbano seguro, desde la idea hasta la fabricación
DINAMO TECNICA , 19/01/2021

La movilidad ha sufrido una constante evolución a lo largo de la historia. Sin embargo, en los últimos años, está teniendo un cambio aún más drástico. La mayor concentración de la población en las ciudades, junto con el creciente aumento de la cantidad de vehículos a nivel mundial, están haciendo que la calidad del aire en los focos urbanos sea cada vez peor, y por tanto, que las consecuencias de esta contaminación afecten a un mayor número de personas. Por ello, debido a la necesidad de actuar frente a este problema, desde la Fundación Cidaut se determinó que el entorno urbano debe ser el origen de la electrificación de la movilidad.

 

La filosofía de trabajo de Cidaut corresponde con abordar todo el proceso de desarrollo de un producto desde la necesidad hasta la validación final. Por tanto, desde hace aproximadamente 10 años se decidió investigar en el ámbito de la movilidad a través del desarrollo completo de un vehículo eléctrico, seguro y de pequeñas dimensiones, como solución a esta creciente demanda de vehículos menos contaminantes en las ciudades.  

 

El desarrollo de este planteamiento se estableció como una estrategia a largo plazo basada en diferentes proyectos europeos: Free-Moby y Plus-Moby dentro del 7º Programa Marco, STEEL S4 EV dentro del RFCS, y Avangard y Multi-Moby dentro del Horizon 2020.

 

La solución propuesta en el Plus-Moby se basa en un diseño de vehículo eléctrico, escalable y modular, con el objetivo de que sea fabricable con un coste asequible. Este diseño modular afecta tanto a los ejes, como al chasis y las baterías. Los ejes delantero y trasero presentan el mismo diseño, situándose de manera simétrica en el vehículo. Además, se dispone de un motor eléctrico en cada eje, de manera que se simplifica la transmisión. En cuanto al chasis, mediante un diseño versátil de la estructura, se consiguen diferentes configuraciones de vehículos con muy pocas modificaciones: desde un vehículo de pasajeros o un taxi, hasta una pick-up y una furgoneta de reparto. Respecto al sistema de baterías, el vehículo permite incluir más o menos módulos de baterías, que además de ser intercambiables, permiten modificar la capacidad de almacenamiento del vehículo en función de las necesidades del comprador.

 

Sabiendo que los usuarios de vehículos no estarían dispuestos a cambiar sostenibilidad por seguridad, otro de los aspectos importantes a tener en cuenta en el desarrollo era que el vehículo fuera seguro, cumpliendo con los requerimientos de seguridad exigibles a los vehículos de mayores dimensiones. Por tanto, una vez diseñado, el vehículo se sometió a simulaciones estructurales y de choque según las especificaciones de la asociación de consumidores EuroNCAP, para optimizar la estructura en materia de seguridad. Finalmente, se realizó el ensayo de colisión real sobre un prototipo del vehículo, validando su respuesta frente a impacto.

 

Para minimizar aún más el impacto ambiental, se decidió no limitar las actuaciones al vehículo. A través del proyecto Free-Moby se planteó el sistema de recarga del vehículo basado en una estación solar de recarga. Mediante la instalación de células fotovoltaicas en una instalación estacionaria y en el techo del vehículo, es posible obtener un sistema de propulsión basado en energía renovable. Además, gracias al concepto de baterías modulares intercambiables, se pueden cargar las baterías fuera del vehículo e intercambiarlas con las gastadas del vehículo para reducir los tiempos de recarga.

 

El siguiente paso de este desarrollo se enfocó en conseguir que la solución fuera más asequible. Así, se ha optimizado el diseño para conseguir que su fabricación sea factible y barata. Para ello, la estructura del chasis se ha simplificado en perfiles extruidos de acero de alto límite elástico, unidos mediante soldaduras llevadas a cabo a través de procesos propios de la industria 4.0. Durante el desarrollo del STEEL S4 EV se están optimizando estas soldaduras para evitar la pérdida de propiedades del material. El rediseño de la estructura de este proyecto también está enfocado a mejorar el comportamiento del vehículo tanto desde el punto de vista de la seguridad de los propios ocupantes del vehículo como de los usuarios vulnerables de la vía (peatones y ciclistas), mediante la incorporación de nuevos sistemas de retención, así como a través del rediseño de la parte frontal del vehículo. Estas modificaciones están siendo validadas por medio de simulaciones, con vistas a la realización de ensayos de impacto reales.

 

De manera simultánea, gracias al proyecto Avangard se está diseñando la fábrica en la que se va a producir este vehículo. Con el 10% de la inversión que requeriría una instalación de producción de un vehículo convencional, y utilizando tecnologías FoF (Factory of the Future), se está desarrollando una línea de fabricación flexible, rentable y conectada, que permita satisfacer la demanda de los consumidores de la manera más eficiente posible. A través de una aplicación web se permitirá al usuario configurar el vehículo en función de sus necesidades, y seguir el progreso de fabricación gracias al feedback proporcionado por los operarios.

 

Por último, cabe destacar que dentro de un sector tan puntero como el de la movilidad, el término mejora continua cobra más sentido. Desde que comenzó este desarrollo hace casi 10 años hasta la actualidad, han surgido nuevos conceptos en movilidad, orientados principalmente a la conducción automatizada. De ahí el planteamiento del último proyecto mencionado, Multi-Moby, cuyo comienzo está previsto para enero del año que viene. Durante el mismo se pretende dotar al vehículo de inteligencia, al incorporar sistemas de visión artificial, sensores y conectividad, de manera que esté más cerca de ser un vehículo autónomo.



Artículo publicado en el Nº 25 de Dínamo Técnica.



Por Javier Romo García

 

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