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Conducción de la revolución de EV

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Detrás de las escenas, los proveedores son duros en el trabajo que desarrolla una gama de tecnologías innovadoras que estén sosteniendo la raza hacia la electrificación

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Los nuevos coches electrificados del concepto están inundando a salones del automóvil, con los OEM mirando para entregar en sus promesas de ofrecer una determinada cantidad de vehículos eléctricos de la batería (BEVs), los híbridos y los vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEVs) en el futuro no-tan-distante. Las sumas de dinero enormes se han destinado a los planes del proyecto del R&D así como modelo del desarrollo. Detrás de las escenas, los proveedores son duros en el trabajo que desarrolla una gama de componentes y de sistemas innovadores que sean cruciales a traer estos vehículos eléctricos (EVs) para comercializar.

Electrónica de poder

Los “sistemas de propulsión eléctricos avanzados tienen que ahora suceder.” Éstas son las palabras de Mary Gustanski, principal oficial de la tecnología para Delphi Technologies, una de las muchas compañías que intentan desarrollar tales sistemas para los clientes importantes del OEM. Gustanski, que se basa en Michigan, indica que hay dos conductores importantes implicados.

El primer es la obligación puesta en los fabricantes de automóviles para cumplir con la legislación ambiental cada vez más rigurosa. El segundo es la tendencia paralela hacia el desarrollo de los vehículos conectados y automatizados, que por su misma naturaleza requerirán las altas cantidades de energía eléctrica a bordo. Esto se puede alcanzar más fácilmente si se electrifica el sistema de propulsión sí mismo.

El híbrido enchufable del V60 de Volvo (el interior representó arriba) tiene un eje trasero electrificado del Magna, al igual que el S60

El híbrido enchufable del V60 de Volvo (el interior representó arriba) tiene un eje trasero electrificado del Magna, al igual que el S60

Como consecuencia, dos áreas actuales del desarrollo de tecnología son distintas pero correlacionadas. Esto llevó recientemente a una reorganización corporativa en la compañía, con Delphi anterior partiendo en dos operaciones autónomas: los trabajos de un Gustanski para, centrándose en ambos sistemas de los motores de combustión interna y de propulsión de EV; y Aptiv, concentrando en las tecnologías que aumentan las capacidades autónomas de vehículos. Preguntado si este cambio en estructura del negocio es una respuesta a la necesidad de operaciones de desarrollo dedicadas de tecnología, la respuesta de Gustanski es inequívoca: “Sí, absolutamente.”

Ella también subraya que, para Delphi, la situación es una con un elemento significativo de la continuidad. “Tenemos un expediente largo de producir los reguladores para los sistemas de gestión del HIELO [motor de combustión interna],” ella indicó. “Mientras que avanzamos hacia la electrificación, la necesidad de tales reguladores no sale, sino aumenta y se convierte en bastante una para reguladores más completos de la propulsión.”

Ella cree que el futuro inmediato es probable estar en uno en qué híbridos, bastante que sistemas de propulsión eléctricos puros, dominan. La tecnología de la batería necesitará experimentar un “cambio decisivo” en capacidad de los materiales para aumentar su prueba patrón crucial del almacenamiento de los kilovatio-hora.

El papel de Delphi será suministrar la electrónica de poder, incluyendo los inversores, DC a los convertidores de DC, a los reguladores de la batería, a los cargadores a bordo y al software asociado. Junto, éstos se aseguran de que el sistema eléctrico entero actúe en la eficacia máxima. Esta área de los sistemas de propulsión de EV podría ser donde las oportunidades inmediatas más grandes mienten para los aumentos eficaces, significativos en capacidad. “Es donde ocurrirá la innovación real,” ella sugirió.

Gustanski se siente confiado que Delphi está ya delante del juego en por lo menos un respecto importante: – la “capacidad de enfriamiento dual-echada a un lado” de sus interruptores. Esto, ella dice, permite a la compañía para hacer el empaquetado para sus unidades de la electrónica de poder de 30-40% más pequeño, que es extremadamente importante considerando el hecho de que los vehículos híbridos necesitan el espacio para dos tipos de sistemas de propulsión.

“Tenemos un expediente largo de producir los reguladores para los sistemas de gestión del HIELO. Mientras que avanzamos hacia la electrificación, la necesidad de tales reguladores no sale, sino aumenta y se convierte en bastante una para reguladores más completos” – Mary Gustanski, Delphi Technologies de la propulsión

Mirando al futuro, Gustanski identifica la sociedad de Delphi con la pequeña compañía estadounidense PolyCharge como vital importante. Basado en Tucson, Arizona, condensadores de los diseños de PolyCharge. Estos dispositivos son el segundo elemento costoso de un inversor después de los interruptores, y también fijan la huella para el tamaño total de los paquetes del inversor. Por lo tanto, cualquier capacidad que pueda ayudar a reducir su volumen podría tener implicaciones reales no apenas para la eficacia eléctrica pero los elementos fundamentales del diseño de vehículo.

Los materiales y los procesos que PolyCharge se ha convertido para permitir una “reducción del 50% de tamaño del condensador y el peso, que a su vez facilitan lo que estimamos será una reducción 10-20% en tamaño total del inversor,” Gustanski predijeron. La capacidad dominante en este caso es un nuevo material del condensador que puede actuar en una temperatura mucho más alta que ha estado previamente el caso, teniendo en cuenta una densidad de mayor potencia. La inversión marca la última etapa de una relación que date durante dos años, durante los cuales Delphi ha estado implicado de cerca en trabajo de desarrollo técnico.

Árboles electrificados

Otro proveedor establecido de la tecnología eléctrica de la propulsión que tiene algo nuevo ofrecer el mercado es línea de transmisión de GKN. En 2017, la compañía dijo que ampliaría su instalación de producción (AWD) eDrive y de tracción total de la tecnología de la impulsión en Bruneck, Italia, por más el de 60%. Su implicación en el área fecha a 2002, cuando proporcionó un módulo de impulsión eléctrico con eje trasero para Nissan Cube, y la compañía ha seguido confiada al mismo concepto fundamental del árbol eléctrico mientras que lleva a cabo varias mejoras.

Según el CEO Peter Moelgg, otro constante ha sido el desarrollo de las tecnologías que pueden caber las “plataformas existentes” así como de ésas diseñadas específicamente para la propulsión eléctrica. El paquete total sigue siendo uno que comprende una caja de cambios, un motor eléctrico y un inversor junto con el software para controlar su operación y para integrar el sistema con la arquitectura electrónica más amplia. Además, GKN es firme en su compromiso a los sistemas de alto voltaje: “400-volts y hacia arriba” dice Moelgg, describiendo sistemas de 48 voltios como expediente a corto plazo.

La última manifestación de esa filosofía es el e-árbol del eTwinsterX de la compañía, que demostró en febrero el año pasado. Una característica dominante es el incorporatation de una caja de cambios de dos velocidades a ayudar a proveer de la unidad un esfuerzo de torsión máximo de 3,400Nm, a pesar de su tamaño compacto. GKN ha suministrado previamente una caja de cambios de dos velocidades a BMW para el uso en el coche de deportes híbrido i8, pero en ese caso, se utiliza con un motor eléctrico del OEM sí mismo. Moelgg dice que los OEM tienen ya “programas múltiples” en curso incorporar el e-árbol en los nuevos vehículos.

El poder en funcionamiento así como crudo de la flexibilidad es también un sello del producto. “Apriete vectoring hasta de 2,000Nm se facilita en el árbol,” Moelgg continúa, así que significa que cuando el vehículo está arrinconando en la rueda externa, el árbol transmitirá más esfuerzo de torsión para ayudar a empujar el vehículo en la curva, aunque a la misma velocidad rotatoria como la rueda interna. Al mismo tiempo, la caja de cambios de dos velocidades permite “upscaling inconsútil” de la transmisión hasta una velocidad máxima de los 250km por hora con “no la desconexión”.

Todo el esto añade otro nivel de capacidad que distinga el eTwinsterX de los sistemas rivales, sugiere Moelgg, que es que puede prever la conducción “campo a través” completa. Él explica que “el resto de los sistemas de impulsión eléctricos tienen un diferencial, así que significa que si usted va ascendente entonces en algún momento una rueda se deslizará.” Pero con el eTwinsterX, “cuando ambos embragues son cerrados él son como si usted tenga un diferencial del bloque y por lo tanto usted tiene mucho más tracción.” El funcionamiento es por lo tanto “comparable a un sistema AWD mecánico”.

Moelgg indica que el nuevo nivel de capacidad se ha alcanzado en parte grande con la reconfiguración de tecnologías existentes. El embrague, los controles y el software, por ejemplo, todos se han llevado adelante de preceder los productos mecánicos de Twinster “hasta cierto punto,” mientras que la caja de cambios es la que se ha probado en el uso de BMW. Como tal, el producto contiene las “tecnologías fundamentales que se han probado ya en productos AWD hoy”.

Otros elementos son totalmente nuevos, incluyendo el e-motor, ciertos algoritmos de control y la tecnología del inversor. Es el primer que se convertirá por GKN sí mismo, pues los sistemas anteriores de la e-impulsión de la compañía han incorporado productos de tercera persona. El motor “pruebas patrones de los sistemas en términos de su densidad del peso y del esfuerzo de torsión,” mientras que también ofrece qué Moelgg describe como “nuevas oportunidades” en sus características del ruido, de la vibración y de la dureza (NVH). Él no divulgará dónde el motor será hecho, pero confirma que “la producción en masa está programada para 2019”.

Moelgg también siente que el eTwinsterX ejemplifica cómo el desarrollo posterior de los sistemas de impulsión eléctricos afectará la relación entre los OEM y los proveedores de la grada una. Él explica que los desafíos principales son menos a hacer con tecnologías particulares, y más sobre “la integración del sistema entero en el vehículo”. Por lo tanto tiene sentido para que el paquete completo de la e-impulsión venga de una sola fuente, pero los OEM son actualmente reacios reconocer esto pues están haciendo esfuerzos para conservar la capacidad de fabricación sus los propio.

Pensamiento flexible

Si el movimiento hacia sistemas de impulsión eléctricos causa un grado de consolidación en las relaciones entre los OEM y los proveedores de la grada una, para el futuro inmediato, tiene exacto el efecto opuesto en términos de gama escarpada de variantes básicas del producto que puedan estar implicadas. Si todas las formas de sistemas híbridos y puros de la e-impulsión se descomponen en factores en, podría impulsar el número alrededor de medias docenas o tan a tanto como 48 – una figura proporcionada por Swamy Kotagiri, principal oficial de la tecnología para Magna International, que suministra una amplia gama de sistemas para ambos vehículos accionados solamente por ICEs y los se electrifiquen que.

Los factores variables que la tecnología de la e-impulsión trae a la ecuación incluye “voltaje, los diversos tipos de técnica híbrida tales como ‘suave’ o ‘el enchufe’, la colocación del motor y si el vehículo es dos-rueda o tracción cuatro ruedas,” él dice.

Kotagiri indica que el paso de la innovación es probable depender de factores establecidos. Él cree que los consumidores continuarán tomando decisiones según coste y comodidad, y no espera que se enamoró de ninguna arquitectura particular de EV. Para su parte, los OEM querrán mantener inversiones de la herencia en fábricas pero son también probables continuar apuntando los sectores de mercado en los cuales son ya la mayoría del successfu. “Necesitan guardar su identidad de marca y DNA,” él dice.

Para una compañía como Magna, la estrategia apropiada es encontrar una manera de hacer frente a demanda de mercado. Esto requerirá las compañías de la grada una suministrar los productos que se pueden utilizar para construir tipos múltiples de arquitecturas de la e-impulsión sin ellos mismos que incurren en un grado poco rentable de variedad del producto.

Dado que no hay o aún una pequeña cantidad de arquitecturas de la e-impulsión probables llegar a ser predominantes dentro del futuro próximo, la flexibilidad es por lo tanto la cualidad dominante que las compañías como necesidad del Magna de incorporarse a sus productos. “Tenemos que ser paquete-amistosos y proporcionar las unidades de creación que se pueden utilizar en maneras diferentes,” Kotagiri explica.

Él indica que esto es evidente en el equipo que la compañía ha proporcionado para los vehículos que están ya en el camino. El vehículo eléctrico de la batería de Ford Focus (BEV), por ejemplo, primero fue introducido en 2011. El Magna proporciona el e-motor, el inversor, el módulo de control y la transmisión. El proveedor también proporciona el eje trasero electrificado para los híbridos enchufables V60 y S60 de Volvo.

Era exacto esta flexibilidad que el Magna intentó destacar mediante un vehículo de la demostración que exhibió en CES 2018. Llamó el vehículo del concepto e1, éste utilizó tres 140kW motores eléctricos, uno en los ejes delanteros y dos en el eje trasero. Cada uno de los poderes de los motores apenas una rueda. Kotagiri tiene interés para subrayar que esta configuración no constituye ninguna clase de solución preferida que el Magna intente imponer ante el mercado. Bastante, es un reconocimiento por la pieza de la compañía que debe hacer productos configurables en diversas arquitecturas múltiples. Éste es un desafío que hace frente a todos los proveedores importantes, pero Kotagiri se siente confiado que el Magna puede sostener sus los propio.

La naturaleza global del mercado de EV y de los sistemas que los accionan es ejemplificada por el más último de los proyectos del Magna en este campo. Está suministrando varios elementos claves para uno del último EVs a partir de la una de las más nuevas compañías que las hacen: el NIO ES8 SUV eléctrico. El arranque chino reveló este modelo a finales de 2017, e incluye una caja de cambios de aluminio toda del cuerpo, del chasis y de la e-impulsión suministrada por Magna. Es una mezcla que encapsula el desarrollo de continuación del mercado de EV y de los desafíos de fabricación que presenta. Las compañías están teniendo que emplear capacidades existentes e incorporan nuevas áreas del producto y del desarrollo técnico, asegurándose de que son flexibles e innovadoras.