La promesa alemana que vaticina coches eléctricos más ligeros, más eficientes y mucho más baratos antes de lo esperado

El coche eléctrico ya dejó de ser ese bebé que apenas había aprendido a andar y se tambaleaba a cada paso que daba. Sin embargo, eso no impide que aún tenga un gran camino por delante con el que consolidarse y crear un bagaje que le permita colocarse como la principal solución de movilidad a nivel mundial.

En eso está. Y si bien ya podemos decir que existen vehículos y tecnologías maduras y competitivas, tanto la ciencia como los fabricantes tienen claro que existe todavía mucho margen de evolución. No en vano, el motor de combustión cuenta con más de un siglo de desarrollo a sus espaldas.

En busca de mejores baterías estructurales

Uno de los pasos más recientes que ha dado la industria del automóvil en materia de movilidad eléctrica es el uso de las baterías como parte de la estructura. Esto significa que las mismas no se acoplan al chasis, sino que forman parte de él.

En este sentido, un equipo de investigadores alemanes se puso a trabajar en este campo hace algo más de tres años, y ahora ha compartido unos hallazgos que, afirman, aceleran el desarrollo de las baterías estructurales con un nuevo método de validación. Pero no solamente eso, además mejoran el conjunto para ganar en ligereza y densidad energética, así como en ahorro de costes.

El equipo de investigadores de la Cátedra de Ingeniería de Producción de Componentes de Movilidad Eléctrica (PEM) de la Universidad RWTH Aachen, se ha servido de la Inteligencia Artificial (IA), la simulación digital y la integración rediseñada de baterías para acortar los ciclos de desarrollo, reducir los costes y mejorar las prestaciones.

Esta iniciativa, que ha sido financiada por el Ministerio Federal Alemán de Asuntos Económicos y Energía (BWME), buscaba no solamente demostrar que es posible conseguir todo ello, sino también encontrar la forma de hacerlo viable para el mercado y su producción a gran escala.

«El tiempo ahorrado en las pruebas permite un desarrollo más rápido de sistemas de baterías innovadores y, como resultado, un lanzamiento al mercado más temprano», ha dicho Heiner Heimes, PhD, profesor de ingeniería mecánica de la universidad y miembro de la gerencia de PEM.

La base del hallazgo científico

El enfoque de los científicos alemanes fue adoptar un diseño de módulo a chasis, en el que la batería se integra en la estructura del vehículo. Los resultados mostraron que la densidad energética volumétrica aumentaba en más de un 10 %, mientras que la gravimétrica lo hacía en más de un 15 %.

Uno de los principales logros del proyecto ha sido el uso de modelos avanzados de IA para la validación temprana, creando múltiples modelos digitales para probar la seguridad, integridad estructural y rendimiento térmico. Posteriormente, se realizaron pruebas físicas y simulaciones de modelización validada a través de ensayos en condiciones reales.

El proyecto ha sido evaluado por los socios del programa: Ford, la empresa de láser Trumpf, el proveedor de certificación de seguridad TÜV Rheinland y el proveedor de la industria automotriz Magna, creándose para ello 10 carrocerías de vehículos con estos sistemas integrados.

«La validación temprana de los sistemas de baterías mediante inteligencia artificial ayuda a reducir los errores críticos en el proceso de producción y a disminuir los costes de los prototipos», señala en un comunicado de prensa Achim Kampker, doctor en ingeniería y profesor de la Universidad RWTH Aachen, además de director de PEM.

«Esto es posible gracias al ahorro de tiempo en las pruebas, lo que se traduce en un desarrollo más rápido de nuevos sistemas de baterías y, por lo tanto, en una entrada más temprana al mercado», reveló Christian Offermanns, PhD, ingeniero jefe de PEM.

Simplificando el proceso

Gracias a este enfoque del equipo de investigación y sus socios, se han reducido las pruebas en entornos reales, ahorrando así en costes y tiempo. Además, resulta más sencillo detectar problemas, agilizando el proceso de desarrollo.

Asimismo, los investigadores también han desarrollado nuevas pautas para el análisis de cambios en los sistemas de baterías, identificando mejor las pruebas de seguridad que hacen falta. Gracias a todo ello, sus creadores piensan que los prometedores avances del proyecto ayudarán a los fabricantes de automóviles a ofrecer a los consumidores tecnologías de vehículos eléctricos de última generación con mayor celeridad.