Medición de la distribución de potencia y energía de los vehículos: componentes, sistemas y certificación
Para desarrollar y certificar vehículos eléctricos es fundamental entender cómo utilizan y distribuyen la energía. Todos los elementos de una cadena cinemática eléctrica consumen energía, empezando por los motores e inversores, y continuando por la calefacción, el aire acondicionado, el sistema de infoentretenimiento y el resto de subsistemas del vehículo. Y toda esa energía la tiene que suministrar la batería. Cualquier extra de consumo o cualquier ineficiencia acortan autonomía del vehículo. Para empezar a tomar decisiones sobre el control del vehículo y para seleccionar componentes que maximicen su autonomía, los ingenieros de automoción necesitan conocer los consumos de todos los subcomponentes. Los fabricantes deben tomar decisiones importantes para dar con una combinación de peso, coste, autonomía y prestaciones que haga sus vehículos atractivos para los clientes y que, al mismo tiempo, cumpla requisitos “verdes”.
Hay tres colectivos particularmente interesados en el consumo energético de los vehículos: los organismos de certificación, los ingenieros de sistemas y los ingenieros de componentes. Los organismos certificadores necesitan mediciones precisas de la potencia para otorgar a los vehículos certificados de eficiencia expresados en millas por galón equivalente (MGPe). Esta cifra facilita la toma de decisiones a los consumidores y a las autoridades públicas. Por su parte, los ingenieros que trabajan a nivel de sistemas y de vehículos completos necesitan caracterizar el funcionamiento de los diferentes componentes y subsistemas, para optimizar la autonomía de sus vehículos. Eso no afecta solo a la cadena cinemática sino a todos los subsistemas que consumen energía. Por último, los ingenieros que trabajan a nivel de componentes necesitan saber dónde se producen las pérdidas y cómo minimizarlas.
Todos los ensayos de autonomía de los vehículos requieren un perfil de par y velocidad normalizado, que sirva para estandarizar verdaderamente los cálculos de autonomía. Estos perfiles, que se suelen llamar ciclos de conducción (ver Figura 1), vienen a ser un perfil de velocidad en función del tiempo. Los ciclos de conducción presentan diferentes velocidades, aceleraciones y deceleraciones, que simulan la conducción en ciudad y en carretera.
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Mitch Marks es uno de los muchos expertos de HBM. Su campo de especialización son los ensayos de máquinas y cadenas cinemáticas eléctricas. Tiene un master en ingeniería eléctrica y trabaja como Business Developer a cargo de electrificación en HBK - Hottinger, Brüel & Kjær. Póngase en contacto con Mitch para cualquier consulta en relación con sus productos o aplicaciones.