La marca Chevrolet, propiedad del gigante automotriz General Motors, presentó un archivo de documentación tecnológica de 219 páginas donde se recoge paso a paso el desarrollo directo e indirecto de la ingeniería del modelo eléctrico Volt.
(ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas)
Un compendio de 219 páginas ha sido liberado por el departamento de ingeniería de la compañía automotriz Chevrolet para consulta pública, y forma parte de la documentación de desarrollo tecnológico de su nuevo modelo sedán totalmente eléctrico Chevy Volt.
La innovación tecnológica que alcanzó esta división automotriz, propiedad del gigante estadounidense General Motors (GM), ha atraído la atención de distintos sectores, los medios de comunicación y hasta sectores de investigación debido al perfil de su sistema interno tanto de almacenamiento de energía cinética con pilas como de su plataforma eléctrica.
El documento se titula “Chevrolet Volt, Historia de desarrollo del vehículo eléctrico pionero”, que fue editado por el corporativo SAE International, y en él, se ofrece un detallado legajo de cómo fue estructurado el modelo Volt desde su diseño, desarrollo, análisis hasta la construcción de su sistema general; algo completamente atractivo para la comunidad de ingenieros dedicados al área de sistemas eléctricos de potencia y control automático.
Sin lugar a dudas la parte más atractiva del documento es el contenido relativo a las baterías y su conformación interna, y durante el documento, el lector tiene la posibilidad de seguir paso a paso desde las herramientas que fueron utilizadas por los ingenieros para el desarrollo de cada una de las partes del vehículo, hasta las experiencias que vivieron como equipo.
Chevrolet Volt
El Chevrolet Volt es el modelo sedán de proporciones robustas en su carrocería y con un diseño vanguardista que presenta su principal característica comercial: eléctrico en su mayoría.
Siendo eléctrico, este coche ofrece una solución incluso mejor a aquellos modelos híbridos que otras marcas han desarrollado, pues requiere de la mínima porción de hidrocarburo para trabajar, pues su principal fuente es la electricidad.
Algunas de los rasgos técnicos sobresalientes del Volt son:
- Cinco sistemas de refrigeración interna y cinco configuraciones de calor, incluyendo sistemas de recuperación térmica para su generador eléctrico, para la batería y para el sistema de poder.
- La máquina de combustión interna trabaja con gas Premium y de acuerdo a las previsiones de su fabricante, para el 2012 podrá trabajar utilizando Etanol-85.
- Sistema extensor de vida para la batería, pues con este dispositivo el Volt consume sólo 9.4 kW-h de los 16 kW-h.
- El peso de las baterías es de 170 kilogramos y están estructuradas como un solo campo.
- De manera automática el vehículo enciende su motor cada 45 días en un intervalo de 10 minutos como máximo para hacer circular los fluidos automotrices del coche como el aceite y otros servicios de mantenimiento que requiere el sistema interno para trabajar.
- El diseño de interior está diseñado de tal manera que los asientos traseros no fueran afectados debido al acomodo de las pilas, cuya conformación de tipo “T” permite su integración estética en la zona trasera del coche.
- Panel con interface táctil y con sistema de navegación compatible con dispositivos electrónicos de entretenimiento.
- Comandos internos eléctricos.
El legajo también posee artículos de SAE International acerca del automóvil y sus sistemas entre los que se encuentran algunos que fueron recientemente presentados en el mes de abril en un congreso en la ciudad de Detroit, Michigan, organizado por SAE.
Cuatro años de trabajo constante y esfuerzos en materia de investigación y desarrollo tecnológico por parte del equipo de Chevrolet, han culminado en la producción comercial de su lo que fuera en un principio tan solo un prototipo conceptual, y es por esta razón y destacando principalmente el perfil científico de la unidad que es importante observar cuáles fueron sus tribulaciones en este proyecto.
Además de la batería, de acuerdo al responsable editorial del documento, muchos lectores han expresado especial interés en otros campos de la economía automotriz del Volt, tales como su sistema de conectividad denominado OnStar, un sistema de telemetría para grabar datos de 24 vehículos. Este perfil telemático, confiere la capacidad al Volt de activar su recarga energética, el control de clima y otras funciones vía Internet desde un teléfono celular inteligente o computadora portátil.
Cabe mencionar que el contenido también puntualiza las necesidades que requirió este proyecto al interior de la compañía, algunos de estas necesidades sostenían la obligatoriedad de prescindir de los servicios de algunos de sus empleados, pero no así con lo sucedido al Vicepresidente de Desarrollo de Producto para General Motors, Bob Lutz, quien es reconocido en este documento como el autor del concepto de manufactura denominado “desarrollo desacoplado”. Este concepto pretendía segmentar el ciclo de desarrollo de la mayoría de los sistemas y subsistemas de ingeniería como lo era la caja de transmisión de un coche y elevar todo su desempeño.
La batería
Se presume pues el corazón del Volt, un paquete de varias pilas de Litio-Ion recargables cuyo peso en general llega a los 170 kilogramos y del cual fue la parte que más requirió tiempo y esfuerzos para desarrollar.
De esta manera la batería logró un perfil eficiente menor a lo esperado por los ingenieros desarrolladores. Se dice que requiere sólo del 65% del nivel de carga de la batería, además cuenta con una estabilidad térmica utilizando refrigerante líquido; finalmente una densidad apropiada de energía.
Un algoritmo inteligente de cómputo embebido al sistema del Volt, regula y monitorea la carga de las baterías y define el comportamiento de la combustión interna para sus ejercicios de mantenimiento cada 45 días y la cual puede ser suspendida a petición inteligente de la propia computadora interior.
Batería en forma de T y su diseño fue de capital importancia para el desarrollo del Volt. Trabaja con 288 celdas internas y durante su creación los ingenieros invirtieron extremada prudencia para evitar cualquier falla de rendimiento.
“El Volt es todo en balance de operaciones, entregando un punto eficiente de encendido de la máquina y quedando dentro de la misma banda ancha del estado de recarga… y haciendo al automóvil algo placentero para el cliente”, opinó Tony Posawatz, Ejecutivo de Chevrolet.
Transmisión eléctrica y frenos regenerativos
Cuando los ingenieros comenzaron con la distribución de las pilas y el acomodo del mini motor a combustible auxiliar, (generalmente más pequeño si el rango de las baterías es mayor), están integrados pero no como sucede con los modelos híbridos, en donde las tecnologías están relativamente separadas unas de las otras. En el caso del Volt, su sistema eléctrico libera total rendimiento al vehículo y solamente recurre al mini motor para comenzar un ciclo de recarga de emergencia.
En el caso del Volt, su sistema eléctrico libera total rendimiento al vehículo y solamente recurre al mini motor para comenzar un ciclo de recarga de emergencia.
Durante el ciclo de construcción, los ingenieros pudieron haber mirado a la tecnología del Volt de manera conceptual e hicieron partícipes a todas las herramientas que tuvieron a su alcance a fin de lograr desarrollo de sistemas en paralelo y respetar así el tiempo de lanzamiento propuesto inicialmente a cuatro años.
Específicamente se reconoce el diseño de un software especializado que permitió la ejecución de numerosos testbenchs o multi pruebas debido a un conjunto de algoritmos de verificación que fueron tras haber desarrollado la parte del hardware. Con esto, al momento de integrar las partes blandas con las físicas, los ingenieros fueron analizando simultáneamente al ir integrando cada una de las estructuras automotrices. Esta misma plataforma les ofreció el perfil de simular los recursos tecnológicos del coche de manera personalizada y con gran rango de efectividad, según expone el mismo documento.
Algo sin duda sobresaliente es el modelo de diseño de código de software “hand-in-hand”, el cual automáticamente produjo el código suficiente para los distintos programas de probación y análisis de tecnologías. La generación del código dio entre 30% y 35% de ganancia en eficiencia comparado con la codificación manual, tomando en cuenta que el Volt tiene aproximadamente 10 millones de líneas de código, más que otras unidades de última generación como la aeronave Boeing 787 Dreamliner, la cual cuenta con tan sólo 8 millones de líneas.
Esta y otra información a manera detallada es lo que el documento de SAE International ofrece como compendio de documentación tecnológica que por primera vez se pone a disposición del público en general, siendo éste más atractivo para la comunidad de ingenieros desarrolladores.
