Diseño de arquitectura de vehículos eléctricos

Diseño de arquitectura de vehículos eléctricos

El ritmo de aceleración en el mercado de los vehículos eléctricos ha tomado por sorpresa tanto a los consumidores como a los fabricantes. Esto se debe en gran parte a las empresas innovadoras y los pioneros que han trabajado incansablemente para mitigar muchas, si no todas, las preocupaciones actuales de los consumidores sobre la evolución de los vehículos eléctricos. Estas preocupaciones representan algunos desafíos de ingeniería significativos, como la ampliación de la autonomía de manejo, el aumento del rendimiento del vehículo, la aceleración confiable y la disminución del tiempo de carga. Todos estos desafíos representan mayores demandas de energía y desafíos térmicos que requieren una solución innovadora sin afectar negativamente la seguridad, la confiabilidad y la asequibilidad.

Un elemento de diseño clave para garantizar la proliferación continua de vehículos eléctricos se llama “arquitectura de monopatín” (Skateboard (automotive  platform)), una concepción de diseño que ha evolucionado durante los últimos 20 años. La arquitectura del monopatín mejora la plataforma del vehículo, lo que permite a los fabricantes de equipos originales lograr las economías de escala necesarias y estrategias de fabricación como la automatización que, en última instancia, reducirá los costos de los vehículos eléctricos en comparación con las plataformas de motores de combustión interna equivalentes.    

 También proporciona a los diseñadores de vehículos más flexibilidad para crear elementos de diseño que mejoren la experiencia del consumidor con sus vehículos. Estos incluyen innovaciones en miniaturización y control de equilibrio del peso y costo del vehículo, así como conectividad que ayudarán a los arquitectos de sistemas automotrices a lograr escalabilidad y durabilidad sin sacrificar el costo y el tamaño del empaque.

Las innovaciones y tecnologías de carga también ayudan a habilitar la carga rápida de vehículos. Las conexiones críticas del vehículo eléctrico conectan la energía de la red a la batería y de la batería a los sistemas esenciales dentro del vehículo.                                                                     Una tecnología de sistema de conexión única proporciona escalabilidad para soportar las demandas de los vehículos en constante evolución al facilitar varios tipos de cables: cobre o aluminio, redondo o plano y cableado estándar o sólido. Esa escalabilidad permite a los fabricantes satisfacer las crecientes demandas del tren motriz y los sistemas de carga sin sacrificar el espacio disponible. A continuación vemos algunos ejemplos:

Plataforma Modular MQB.

El proyecto MQB (del alemán Modularer Querbaukasten, traducible como «bloque de construcción transversal modular» o «Plataforma Modular Transversal») se inició en 2007; el primer modelo en el mercado con dicha plataforma ha sido el Audi A3, tras el que han ido apareciendo otros como el Volkswagen Golf, Seat León, Skoda Octavia. La Plataforma Modular Transversal estandariza muchos parámetros de los componentes del vehículo, sin importar la marca y ni el segmento. Además de la estandarización de los convencionales motores de combustión interna, la MQB también permite montar en la misma posición y sin limitaciones todos los actuales conceptos de propulsión eléctrica.

 

 Plataforma MEB 

 La sigla MEB simboliza el «bloque de construcción modular de propulsión E» (en alemán, Modulare E-Antriebs-Baukasten​), que es una plataforma de automóvil del Grupo Volkswagen que se desarrolla para varios vehículos eléctricos del consorcio desde 2015.​

En  el marco de la alianza entre el Grupo Volkswagen y Ford Motor Company para el uso compartido de tecnología, Ford podrá echar mano de la plataforma MEB de Volkswagen para desarrollar como mínimo un vehículo eléctrico, que llegaría a Europa en el 2023.​ La alianza también tendría el objetivo de desarrollar tecnología de manera conjunta y a través de su inversión en la filial de movilidad autónoma Argo, reduciendo así los costos para ambos fabricantes.

La plataforma MEB está caracterizada por muchos temas, que van desde la construcción mecánica y de vehículos, hasta aspectos de diseño y arquitectura interior, así como digitalización, conectividad y alcanzar la conducción autónoma, en las cuales siempre se considere como premisa puramente la propulsión eléctrica.

 

Plataforma PPE

Audi y Porsche están desarrollando en conjunto la Plataforma PPE (Premium Platform Electric) para los modelos más grandes. Se usa en la siguiente generación de autos eléctricos a partir de 2021 con el Mission E de Porsche y el SUV E-tron Quattro de Audi.

 

TESLA Motors, el pionero de esta idea

  

Tesla modelo Roadster – año 2006 - Este tipo de alojamiento, en el doble piso del vehículo, permitió ubicar la batería de  ion  litio. Distribuidas en celdas: 6 831 celdas dispuestas en 11 módulos conectados en serie, cada módulo contiene 9 "ladrillos" conectados en serie, cada "ladrillo" contiene 69 celdas conectadas en paralelo (11S 9S 69P).

 

 

Ing. Ricardo Berizzo

Cátedra: Movilidad Eléctrica

U.T.N. Regional Rosario                                                                          2022.-