XILforEV, un proyecto para conseguir la conexión de ensayos para el coche eléctrico

El Instituto Tecnológico de Aragón ITAINNOVA participa en el proyecto europeo XILforEV, que tiene por objetivo el desarrollo de una nueva metodología experimental para el desarrollo de sistemas complejos para vehículos eléctricos. Esta metodología está basada en la conexión en tiempo real de bancos de ensayos de distintos subsistemas situados en diferentes localizaciones geográficas que constituirán un entorno experimental X-in-the-loop único. Esta nueva metodología de ensayo permitirá explorar, de forma más precisa que las basadas únicamente en modelos, interdependencias entre los subsistemas que difícilmente podrían ser abordadas hasta los ensayos en vehículo completo. Esto supone un avance que, sobre todo, puede simplificar los procesos de integración de nuevos componentes y de nuevos desarrollos sin necesidad de aumentar la inversión en nuevas instalaciones, ya que de esta forma se podrán utilizar bancos de ensayos separados, por miles de kilómetros, como si fueran uno solo, lo que implica que se abaratará la fase de validación experimental. Este pasado viernes, día 20, se ha presentado en un workshop online, sobre desarrollo de producto virtual y producción de todo tipo de vehículos y componentes electrificados, en el que se han dado a conocer otros proyectos vinculados con el coche eléctrico.

Carlos Bernad, ingeniero del equipo de Simulación y Control de ITAINNOVA, explica que, para introducir el objetivo del proyecto, es necesario “entender la forma en la que se diseñan las plataformas de los distintos vehículos”.

“Los fabricantes del vehículo (OEM) trabajan en el diseño y desarrollo del vehículo como sistema completo, y colaboran con los proveedores de primer nivel (TIER1) para definir las especificaciones de cada uno de los subsistemas (por ejemplo: frenado, dirección, suspensión…) que formarán el vehículo. En unas primeras fases, estas especificaciones muy completas del subsistema se verifican sobre modelos y simulaciones que pueden llegar a una precisión y complejidad elevada, pero que ayudan a reducir la fase experimental. A continuación, los componentes y subsistemas reales se ensayan en bancos de pruebas específicos antes de pasar a los ensayos de vehículo completo”, destaca. Además, comenta que “la introducción de electrónica y software en los distintos subsistemas y componentes mecánicos ha requerido para su desarrollo eficaz y eficiente de la aparición de metodologías llamadas X-in-the-loop (XiL), donde los algoritmos y el hardware de control se comprueban actuando sobre componentes virtuales que emulan los componentes físicos reales y que son fundamentales para anticipar posibles problemas en la integración y funcionamiento conjunto de los distintos subsistemas (tracción, dirección, suspensión, frenado,…) en el vehículo completo”. En este contexto, el proyecto XILforEV tiene por objetivo “el desarrollo de una nueva metodología experimental para el desarrollo de sistemas complejos para vehículos eléctricos. Esta metodología está basada en la conexión en tiempo real de bancos de ensayos de distintos subsistemas situados en diferentes localizaciones geográficas que constituirán un entorno experimental X-in-the-loop único. Esta nueva metodología de ensayo permitirá explorar, de forma más precisa que las basadas únicamente en modelos, interdependencias entre los subsistemas que difícilmente podrían ser abordadas hasta los ensayos en vehículo completo”. Carlos Bernad recuerda que “uno de los casos de uso del proyecto, es el desarrollo de algoritmos de control que combinen la actuación simultánea de motores eléctricos en cada rueda, las suspensiones activas y el sistema de frenado, para que el vehículo sea más estable en cualquier maniobra y al mismo tiempo mejore el grado de confort de marcha. El nivel al que se puede llegar no es alcanzable en un vehículo de combustión, pero ese nivel trae consigo una complejidad muy alta que requiere de herramientas como las que estamos desarrollando para poderse llevar a cabo en un plazo de tiempo corto y sin afectar a la fiabilidad y seguridad del vehículo”. En XILforEV, el punto de partida del proyecto en todo lo relativo a la realización de ensayos conectados entre distintos bancos viene del coordinador del proyecto, la Universidad Técnica de Ilmenau, en Alemania. Según explica Carlos Bernad: “Nuestro valor añadido se basa en la utilización de nuestro conocimiento de sistemas de automoción, gemelos digitales y control distribuido para superar dos de los retos técnicos que implica la realización de ensayos simultáneos en distintas localizaciones. Por un lado, en ITAINNOVA somos los responsables del desarrollo e implementación de los gemelos digitales necesarios para modelar los componentes del proyecto con suficiente precisión y bajo coste computacional y, por otro lado, también de desarrollar los algoritmos necesarios para compensar retrasos en las comunicaciones y pérdida de información entre los distintos bancos de ensayo por la conexión a través de internet. Además, contaremos con uno de los bancos de ensayos específicos que se conectarán con el resto: el de suspensión activa. Es importante destacar que la aproximación que usamos para la generación de los gemelos digitales, no está solamente basada en los datos adquiridos, sino que también utiliza el conocimiento físico de los componentes, lo que consigue acelerar mucho el proceso de generación del gemelo”.

XILforEV cuenta con un presupuesto de 3.575.078,75 euros, el coordinador del mismo es la Universidad Técnica Ilmenau (Alemania) y los participantes: AUDI (Alemania), ELAPHE POGONSKE TEHNOLOGIJE DOO (Eslovenia), ITAINNOVA (España), SIEMENS INDUSTRY SOFTWARE NV (Francia), SIEMENS INDUSTRY SOFTWARE SAS (Francia), TENNECO AUTOMOTIVE EUROPE BVBA (Bélgica). Ha recibido financiación del horizonte europeo 2020 (Building a low-carbon, climate resilient future: Green Vehicles).