Diseño superligero para vehículos eléctricos urbanos seguros

El centro tecnológico Cidaut, junto con un consorcio de 10 socios, consiguió crear un vehículo urbano innovador, seguro y con una autonomía puramente eléctrica.

El proyecto URBAN-EV (Super Light Architectures for Safe and Affordable Urban Electric Vehicles) tenía como objetivo, nada menos, que demostrar la viabilidad de las tecnologías clave de aligeramiento de vehículos para la fabricación de vehículos eléctricos urbanos ligeros con nuevos estándares de rendimiento mecánico y seguridad de los ocupantes.

El enfoque principal de URBAN-EV se basó en la combinación de los avances que impulsaron la innovación en la fabricación asequible de gran volumen de componentes ligeros, usando tecnologías de unión de materiales pioneras, así como capacidades de prueba y simulación.

Para el proyecto Urban EV, que se desarrolló durante casi 5 años y fue financiado con arreglo a FP7-Transporte, se crearon diferentes líneas de trabajo analizando los primeros enfoques del desarrollo hacia el modelo urbano, y con una gran importancia de la gestión del peso y la seguridad del vehículo.

Con esos tres factores en mente se creó un consorcio de 10 socios, con el reto de realizar un vehículo eléctrico con buenas prestaciones y con materiales innovadores: aluminio, magnesio, material compuesto y acero.

En el camino hubo desafíos importantes, como la unión de materiales diferentes entre sí. En este aspecto, se realizaron procesos innovadores de unión de materiales no convencionales por fuerzas electromagnéticas. Al no poderse soldar los materiales, por sus diferentes características, se crearon unos nodos para así poder ejecutar una unión a velocidades supersónicas, donde la precisión jugó un papel esencial. Una de las uniones más importantes realizadas fue unir el magnesio con el material estructural.

Todo ello se realizó con un enfoque de diseño completo del vehículo, en el que todos los componentes básicos se integraron como soluciones de diseño innovadoras.

Para el vehículo Urban EV se desarrollaron prototipos de un vehículo eléctrico urbano de 2 asientos, con una autonomía y un nivel de seguridad de los ocupantes óptimo.

Seguridad en vehículos urbanos

Como parte importante del proyecto, se optimizó la estructura del vehículo para que fuese capaz de cumplir con los requerimientos de un vehículo turismo convencional. Se realizaron las simulaciones de seguridad adecuadas en base a la regulación, así como los sistemas de retención específicos.

Los modelos de coches pequeños urbanos, frente a los coches más grandes, tienen una diferente absorción de energía en caso de colisión. La importancia de este proyecto es que se realizaron las mejoras suficientes para crear un vehículo con un sistema de retención específico en cuanto al airbag, columna colapsable, cinturones de seguridad, puerta, etc.…) donde la rigidez y ligereza del composite o resinas compuestas, y la resistencia y absorción de energía del acero, hacen de este vehículo un modelo seguro.

Peso y materiales de innovación

Otro factor esencial del proyecto fue la reducción de peso. El vehículo de partida pesaba unos 720 kg y tenía 65 km de autonomía. La bajada de peso llegó a los 555 kg y a tener más de 160 km de autonomía. El reto fue importante y los materiales aplicados jugaron un papel fundamental, pasando del siempre utilizado acero al uso de materiales de innovación avanzados.

Coche plegable y ergonómico

En condiciones de circulación el coche medía 2,50 metros, pero al realizar el plegado para aparcar se consiguió reducir la medida a 1,90 metros, pudiéndose instalar en batería donde otros vehículos no lo hacían. Se realizó un acceso cómodo, fácil y novedoso, con un sistema de apertura de puerta que se desplazaba hacia arriba. Fue todo un desafío integrar el sistema de seguridad con materiales específicos para hacer de este vehículo un espacio seguro, cómodo y accesible.

Simulaciones y ensayos en movilidad eléctrica

Para comprobar el comportamiento del vehículo, desde Cidaut se realizaron simulaciones de todos los escenarios posibles, ya que el centro tecnológico cuenta con las instalaciones necesarias para desarrollar estas pruebas. Este procedimiento fue un punto fuerte en el proceso de desarrollo del caso de éxito.

Así mismo se realizaron ensayos de 3 prototipos para ver el comportamiento que desarrollaba, así como la seguridad que aportaba sobre los casos más críticos, tomando medidas biomecánicas instantáneas de los dummies.

Todos estos procedimientos permitieron a los ingenieros verificar sus diseños antes de lanzar definitivamente el producto.

En paralelo, socios del proyecto como el Grupo Antolín, Grupo Casple y Podadera Desing desarrollaron su parte esencial en procesos de suma importancia, como de materiales innovadores, la unión de éstos o la investigación sobre diseños.

Energía y materiales sostenibles

Como sostenibilidad se entiende por satisfacer las necesidades de las generaciones actuales sin comprometer las de las generaciones futuras, al mismo tiempo que se garantiza un equilibrio entre el crecimiento de la economía, el respeto al medioambiente y el bienestar social.

Pues bien, sin ser éste un factor esencial que impulsara el proyecto, sí que fue una parte destacada, ya que se consiguió bajar el consumo y se optimizó el frenado regenerativo para minimizar la frenada mecánica. El motor eléctrico funcionaba como generador, en el mayor rango posible de utilización, para que la energía sobrante regresara a las baterías y se pudiera volver a utilizar, teniendo así una alta eficiencia energética y utilizando energía sostenible.

Por otro lado, aunque en aquellos años los materiales más utilizados fueran los termoestables, en el proyecto de Urban EV se aplicaron materiales termoplásticos, que tienen características más sostenibles porque pueden reciclarse con mayor facilidad y ser reutilizarlos. Creando así un modelo de comportamiento mejor para el medio ambiente.

Por todo lo citado, el proyecto Urban EV ha demostrado ser un caso de éxito por la serie de tecnologías de aligeramiento aplicadas y conceptos de diseño necesarios para la producción asequible de vehículos eléctricos de gran volumen y bajo coste que cumplen con las futuras regulaciones de emisiones de CO2.

Para más información sobre el proyecto, los participantes o los resultados de investigación de la UE, pueden consultar el proyecto http://urban-ev.eu/ y https://cordis.europa.eu/project/id/605634/es

NODDO: La Red de Centros Tecnológicos de referencia en Castilla y León

Desde la Red de Centros tecnológicos trabajamos interdisciplinarmente de una manera integrada, cubriendo todas las disciplinas técnicas y encontrando soluciones innovadoras en todas partes de los procesos.

Si quieres que te ayudemos a potenciar tu empresa y a buscar soluciones tecnológicas innovadoras para tus procesos, no dudes en contactar con Noddo.

Síguenos en LinkedIn y Twitter o inscríbete en nuestra Newsletter para estar al día de las novedades de la Red.

Noticias relacionadas

GO BIOPOPTECH coordinado por Cesefor promueve el cultivo y la utilización del chopo, marcando un hito en la producción de madera de alto valor añadido y compromiso ambiental.

Innovación y sostenibilidad en el cultivo del chopo

Descubre cómo el ITCL Centro Tecnológico, junto con Capital Energy, está liderando la transformación hacia un futuro energético sostenible mediante una revolucionaria visualización 3D de la gestión energética en las centrales energéticas renovables.

Visualiza el futuro de la innovación en energía renovable

Descubre cómo el proyecto Farms4Climate, coordinado por el Air Institute, está revolucionando la agricultura mediterránea hacia prácticas más sostenibles y respetuosas con el clima, marcando un hito en la lucha contra el cambio climático.

Cultivando la tecnología para un futuro sostenible con el proyecto Farms4Climate