El Papel de la Aerodinámica en la Autonomía del Vehículo Eléctrico Ligero

Publicado por EEVAM Technologies en 22/11/202122/11/2021

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Desde Eevam, como expertos en diseño y desarrollo de vehículos eléctricos, proporcionamos servicios de ingeniería a distintas empresas del sector, manteniendo una vigilancia constante de las tendencias y necesidades tecnológicas del mercado.

Una de las áreas de mayor interés, cuando se habla de vehículos eléctricos, es la de la maximización de la autonomía. Una autonomía suficiente es clave para el éxito del producto, y alcanzar el valor deseado dadas las restricciones del vehículo particular (coste, forma, peso, etc.) supone un reto en todos los proyectos.

Un correcto dimensionamiento del tren de potencia para la aplicación, y en particular, de la batería, es clave. Pero al considerar aspectos como las limitaciones de espacio, o el impacto que un aumento en la capacidad de las baterías tiene en el coste y peso del vehículo, cabe plantearse otras formas alcanzar la autonomía deseada. Y esto es especialmente importante en el contexto de vehículos eléctricos ligeros, como motocicletas o cuadriciclos.
En EEVAM estamos especializados en el modelado matemático del vehículo y tren de potencia, para posteriormente realizar simulaciones considerando diferentes escenarios y ciclos de conducción, que nos permiten obtener una aproximación al valor de la autonomía del vehículo que estamos diseñando.

Basándonos en dichas simulaciones, identificaremos zonas de potencial mejora y realizaremos varias iteraciones con distintas modificaciones hasta alcanzar nuestros objetivos.

En estas simulaciones, modelamos y caracterizamos las distintas fuerzas que se oponen al vehículo en su avance, restándole energía hasta agotar la batería, lo cual nos permite considerar su importancia y plantearnos formas de minimizarlas, con vistas a aumentar la autonomía sin que sea necesario ese aumento en capacidad de las baterías.

Entre estas fuerzas destaca la de la resistencia aerodinámica, que se hace especialmente importante a partir de velocidades de crucero típicas de conducción por carretera.

Un diseño inteligente del carenado del vehículo permite minimizar dicha resistencia aerodinámica, aportando mejoras notables a la eficiencia que tendrán más o menos impacto en la autonomía en función del caso de uso del vehículo, plasmado en el ciclo de conducción que se simulará.

Sin embargo, el desarrollo de un vehículo suele tener condicionantes estéticos. Y estos son especialmente importantes en el caso de vehículos como motocicletas eléctricas. Con lo que, al margen de sus bondades aerodinámicas, no cualquier forma puede ser aceptable para un carenado.

Con objeto de poder abordar dicho problema de la mejor manera posible para nuestros clientes, desde EEVAM nos planteamos estudiar, de una manera general el problema de la optimización aerodinámica sujeta a restricciones geométricas con fines de optimización de autonomía en vehículos eléctricos ligeros.

Para ello hemos contado con la ayuda del profesor Manuel Colera Rico, de la Universidad Politécnica de Madrid, especializado en áreas como la matemática aplicada, los métodos numéricos y la mecánica de fluidos. 

Manuel Colera ha realizado una revisión de los diferentes métodos existentes, en la industria y la academia, que tienen por objeto la optimización de formas aerodinámicas. Y como resultado, EEVAM se complace en publicar el White Paper de título “A brief review of methods for aerodynamic shape optimization. Finding an optimal shape to improve EV range under given design constraints.”

Esta línea de trabajo busca encontrar y definir un método de optimización que permita a nuestros clientes poner en el mercado vehículos de la máxima calidad, tanto estética como funcional. Y se enmarca dentro de la visión de EEVAM de mantenerse en la vanguardia técnica de todos los aspectos relacionados con el vehículo eléctrico. De modo que, tras este, vendrán más interesantes desarrollos de los que os mantendremos informados.