{{{sourceTextContent.title}}}

Las mediciones del par motor en el mundo real permiten que la competición de coches eléctricos sea virtual

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Los estudiantes de ingeniería utilizan un sensor de par recién lanzado para predecir la eficiencia energética de un coche eléctrico de competición.

{{{sourceTextContent.description}}}

Jóvenes tecnólogos de la Universidad de Sheffield aliviaron su decepción por la cancelación por parte de Covid del Rally Shell Eco Challenge desarrollando en su lugar una herramienta de simulación informática para predecir la eficiencia energética de los coches eléctricos

La universidad tiene una larga relación con el Shell Eco Challenge, en el que equipos de estudiantes de toda Europa compiten para ver qué coche eléctrico recorre la mayor distancia con una sola carga. Por eso, cuando Covid clausuró el evento, en lugar de abandonar sus esfuerzos, el equipo de Sheffield cambió su enfoque y se dedicó a un proyecto relacionado.

"Hemos desarrollado nuestras propias herramientas de simulación por ordenador para predecir la eficiencia energética de nuestros vehículos eléctricos", explica la estudiante Lucy Edwards. "Esto nos ha permitido calcular la puntuación de nuestro vehículo en la competición de 40 minutos/15 km"

Para contextualizar la competición, los VE Shell Eco alcanzan más de 800 km/kWh, mientras que los VE que circulan hoy en día pueden alcanzar sólo 15 km/kWh (a los mismos 25 km/h). Los VE de la competición son, por supuesto, monoplaza ultraligeros y muy aerodinámicos, y los conductores son elegidos por su peso, mientras que sus homólogos de carretera están mejor adaptados para, por ejemplo, un día de paseo en familia. Sin embargo, la competición demuestra el potencial de la propulsión eléctrica y, a lo largo de los años, ha contribuido sin duda al desarrollo de la tecnología.

La participación de Sheffield es extracurricular, pero ofrece una gran oportunidad para que los estudiantes apliquen lo que han aprendido en las clases en un contexto práctico

Para construir la herramienta de simulación, los estudiantes utilizaron sus conocimientos de teoría de la ingeniería para crear una representación matemática de todas las pérdidas de energía presentes en el coche. Un dato clave fueron las curvas de eficiencia del motor, que se obtuvieron utilizando un banco de pruebas de tren motriz y un dinamómetro de motor de doble propósito. Este equipo se desarrolló internamente y se basó en un TorqSense SGR521, el último producto de Sensor Technology Ltd, especialistas con sede en Banbury centrados en el desarrollo de tecnologías de medición de par y carga

De hecho, Sensor Technology es un colaborador habitual de Shell Eco Challengers; a lo largo de los años ha apoyado a varios equipos de Europa continental y ahora a uno del Reino Unido. "Los equipos de estudiantes tienen que hacer muchas pruebas con sus motores de propulsión y elaborar los resultados", explica Mark Ingham, de la empresa. "En realidad, no se diferencian de los ingenieros de pruebas de motores de todo el mundo.

"Somos, con diferencia, el proveedor más activo de tecnología de medición de par y de experiencia en el Eco Challenge. Es muy gratificante saber que proporcionamos a los jóvenes ingenieros en el inicio de sus carreras una base sólida en un tema tan importante, al que recurrirán durante décadas"

Al igual que sus homólogos profesionales, los jóvenes ingenieros suelen querer desarrollar un banco de pruebas que sea preciso y fácil de usar. Normalmente, también tienen limitaciones de espacio y tiempo, por lo que quieren un diseño compacto que sea rápido y fácil de montar para cada prueba

"Nuestra nueva gama SGR510/520 cumple todos estos requisitos", afirma Mark. "Sólo lleva un par de meses en el mercado, pero ya está demostrando ser una de las favoritas en los laboratorios de pruebas de vehículos eléctricos de todo el mundo, un mercado que está creciendo rápidamente en estos momentos"

Para el Shell Eco Challenge, los equipos de toda Europa tienen que diseñar y construir sus propios coches eléctricos y controladores de motor en la empresa. Normalmente, las cadenas cinemáticas se basan en un motor de corriente continua sin escobillas o en un motor PMSM, y se necesitan complejos algoritmos de control para lograr un control preciso. Esto requiere una electrónica a medida, normalmente basada en MOSFETs y otros componentes de baja pérdida de potencia cuidadosamente elegidos.

De hecho, las reglas del Desafío son tales que el controlador se incluye en la prueba del motor que se realiza en la entrada de cada equipo. De hecho, se cuantifican las capacidades de cada pieza de hardware para que los equipos puedan ver cómo se comparan entre sí.

Lucy resume el año del equipo: "Con las herramientas y el hardware que hemos desarrollado hemos obtenido puntuaciones competitivas en la competición. Por supuesto, todos esperamos que pronto las restricciones de Covid nos permitan conocer a nuestros competidores cara a cara y competir coche contra coche. Eso será la ingeniería del mundo real en su máxima expresión"