Diseñar la flota de vehículos pesados del futuro
A la luz del Pacto Verde Europeo, la eficiencia del consumo de combustible ha mejorado en los últimos años. Sin embargo, los vehículos pesados siguen siendo responsables de aproximadamente una cuarta parte de las emisiones de CO2 del transporte por carretera en la UE. El consorcio pionero del proyecto financiado con fondos europeos ORCA, formado por diez miembros, desarrolló una metodología de diseño de cadena cinemática modular y escalable para vehículos pesados altamente electrificados.
Prototipos del futuro
El equipo de ORCA logró su objetivo de desarrollar un autobús híbrido multimodal Iveco y un camión híbrido de distribución Volvo con una autonomía extendida totalmente eléctrica de 10 a 30 km. Ambos vehículos están equipados con innovadores sistemas de almacenamiento de energía recargable (RES, por sus siglas en inglés) para vehículos eléctricos híbridos enchufables (VHEE), diseñados específicamente para cada aplicación del vehículo. Tienen una autonomía mejorada que les permite funcionar en zonas de bajas emisiones mediante sistemas de control avanzados. «Basándonos en nuestro conocimiento sobre la ingeniería y gestión energética de vehículos y componentes pesados, la modelización informática avanzada y el ciclo de conducción del vehículo, optimizamos y validamos la cadena cinemática y el consumo de energía del vehículo», explica René Corbeij, coordinador del proyecto.
Más avanzado, más ecológico y mucho mejor
El principal beneficio de la tecnología de ORCA es que se alcanzaron niveles de electrificación altos. El rendimiento mejorado de las baterías en términos de potencia y densidad energética, así como el coste, permite desarrollar plataformas de vehículos con un mayor almacenamiento de energía que mejora la autonomía eléctrica. Y dimensionar el motor de combustión interna para lograr un funcionamiento más cercano al promedio, en lugar del requisito del vehículo de potencia máxima, favorece la eficiencia del combustible y la reducción de las emisiones. Los socios redefinieron y optimizaron por completo la arquitectura del sistema multimodal de los vehículos. Partes del convertidor DC a DC compatible con una red de 24 voltios, así como un cargador a bordo capaz de recargarse más rápidamente, fueron fundamentales para lograr una topología innovadora que permita un concepto de plataforma y normalización. Además, el equipo de ORCA ha desarrollado un marco de simulación para mejorar y analizar el rendimiento al optimizar la configuración de la cadena cinemática y sus componentes, tanto para el diseño como para el control. Este enfoque aceleró las fases de diseño y desarrollo, así como las fases de verificación y validación.
Cuando el sector industrial y el mundo académico coinciden
ORCA es un ejemplo de la magia que surge de la cooperación de alto nivel entre la industria y las instituciones de investigación. Daria Manushyna, asistente de investigación en el Instituto Fraunhofer de Durabilidad Estructural y Fiabilidad de Sistemas (LBF), agradeció en concreto la cooperación con socios internacionales: «Intercambiamos información y debatimos los resultados de una manera muy fiable y constructiva». Alessandro Bernardini, director de Tecnologías de Electrificación en IVECO, agrega: «El objetivo de este proyecto no es solo desarrollar el prototipo, sino también superar la fase de aprendizaje completo, que también incluye aprender de los errores». Algunas de las tecnologías que se estudiaron, inventaron y aplicaron dentro del proyecto ORCA ya se han puesto en marcha y estarán listas para la comercialización a partir de 2022. Se espera que estas innovaciones clave asequibles impulsen y fomenten significativamente la competencia en la ingeniería europea y el liderazgo tecnológico en vehículos híbridos.
Palabras clave
ORCA, vehículo pesado, energía, emisiones, almacenamiento de energía, autonomía eléctrica, hibridación, rendimiento
