Semiconductores para una mayor eficiencia, comodidad y menor coste de los vehículos eléctricos
3Ccar (Integrated Components for Complexity Control in affordable electrified cars) se centra principalmente en el modo de abordar la complejidad. Su objetivo es aumentar la comodidad y hacer que los coches eléctricos sean más asequibles, al tiempo que allana el camino hacia lo que muchas partes interesadas creen que es el futuro de la movilidad: los coches conectados y automatizados. «En pocas palabras, reducimos la complejidad cada vez mayor de los coches eléctricos, que se debe al número creciente de requisitos relacionados con una mayor funcionalidad, eficiencia y comodidad de los coches eléctricos inteligentes y asequibles, mediante el empleo de semiconductores», comenta Reiner John de Infineon Technologies, coordinador de 3Ccar. No obstante, llegar hasta este punto no fue tan fácil como parece en esta breve descripción. El proyecto seleccionó tres componentes esenciales de los vehículos eléctricos (sistemas de propulsión, baterías y pilas de combustible) y los rediseñó de arriba a abajo para incluir semiconductores altamente innovadores capaces de aumentar su eficacia energética, rentabilidad y fiabilidad. A continuación, estos sistemas fueron combinados mediante la integración de componente funcionales, termoeléctricos, electromecánicos, electrónicos y nanoelectrónicos. «Es un concepto totalmente nuevo, que se aleja de las arquitecturas eléctricas-electrónicas tradicionales y torna hacia una arquitectura organizada por dominios y la integración de todos los subsistemas», comenta John. Tomemos el ejemplo de las baterías: si bien pueden considerarse como el corazón de los coches eléctricos, el proyecto 3Ccar pretendía convertirlas también en su cerebro. En comparación con los bloques de baterías tradicionales, el sistema de 3Ccar es más rentable a lo largo de todo su ciclo de vida: los microcontroladores integrados permiten que cada célula de la batería conozca su estado actual y «hable» con las otras células y los diferentes dispositivos del coche. Si surge algún problema, la célula simplemente se desacoplará del grupo y el coche seguirá funcionando. Es más, si bien antes una sola célula de batería defectuosa solía aparejar la sustitución de toda la batería, ahora será posible reemplazar únicamente la célula que no funciona correctamente. En otras palabras, la mayor integración prevista por el proyecto conlleva asimismo una mayor segmentación del sistema. Según los miembros del consorcio 3Ccar, este tipo de partición es fundamental para lograr una mayor fiabilidad, simplicidad, mayor redundancia a prueba de fallos, reducción de costes y un mantenimiento independiente simplificado por parte de los proveedores. Gracias a este concepto, el proyecto afronta el enfoque convencional basado en un ordenador de a bordo, centralizado y multifuncional que controla todos los sistemas del automóvil. En lugar de ello, cada sistema en el coche es capaz ahora de monitorizar todos los datos de los sensores a la vez, lo que permite la evaluación en tiempo real y la programación remota. Esto es posible gracias a algoritmos basados en modelos que pueden determinar la vida útil y el estado de funcionamiento de cada componente del vehículo eléctrico. «Nuestro enfoque está demostrando ser satisfactorio y comenzando a ver la adaptación industrial. El requisito de disponibilidad y funcionamiento constantes incluso después de una avería en un subsistema está ahora ampliamente aceptado, sobre todo para los vehículos altamente automatizados de las categorías L4 y L5», comenta John. Dado que se espera que los coches eléctricos, conectados y automatizados (ECA) se conviertan en la tendencia dominante para el año 2030, no cabe duda que las tecnologías desarrolladas en el marco del proyecto 3Ccar encontrarán rápidamente su camino hacia aplicaciones comerciales.
Palabras clave
3CCAR, demostrador, coche eléctrico, diagnóstico, semiconductor, coche automatizado, Infineon, nanoelectrónica
