Bateria ereduak modu efizienteagoan garatzen ditu CIDETEC-ek HiFi-ELEMENTS proiektuaren baitan

Proiektuak % 60an murrizten du ibilgailu elektriko efizienteagoak lortzeko sortutako bateriak kalibratzeko eta baliozkotzeko denbora.

HiFi-ELEMENTS proiektua amaitutzat eman da, hiru urte baino gehiagotan zehar ikerketak eta entseguak egin ondoren. CIDETEC Energy Storage-k proiektuari egin dion ekarpena ibilgailu oso baten simulazioan erabili den bateria-gelaxka bat garatzen laguntzea izan da. Halaber, bateria hori kalibratzeko eta baliozkotzeko denbora eta baliabideak murrizten dituen metodologia bat proposatu du.  Proiektuaren ardatz nagusia ibilgailu elektrikoak (BEV – Battery Electric Vehicle) garatzeko jardueretarako sistema arrunteko arkitektura bat sortzea izan da. Horri esker, garatzeko eta kalibratzeko behar den esfortzu orokorra nabarmen murriztuko da eta, beraz, ibilgailu elektrikoa azkarrago sartuko da merkatuan.

Proiektua martxan zegoen bitartean, garatu diren lau kasu desberdin aztertu dira,  garatutako ereduak egiaztatzeko eta baliozkotzeko. Hautatutako lau kasuen ezaugarri desberdinei esker, lortutako ondorioak lagungarriagoak izango dira etorkizuneko ibilgailu elektrikoen propultsio-sistema osoa hobetzeko.

HiFi-ELEMENTS proiektuaren baitan aztertutako kasuak:

Motor elektrikoa ordezkatzea:

Kasu honen helburu nagusia BEV baten motor elektrikoa xMOD kosimulazio-plataforman modu efizientean integratzea izan zen, eta egin daitekeela egiaztatu zen.  Fluxu erradialeko eta fluxu axialeko motor elektrikoak zituzten ereduak erabili ziren. HiL (Hardware in the Loop) aplikazioetarako denbora errealeko simulazioko osagaiak dituzten ereduak garatzeko esfortzu orokorra % 71n gutxitu zen; eredua kalibratzeko esfortzu orokorra, aldiz, % 60an murriztu zen.

Bateria garatzea (CIDETEC Energy Storage-k parte hartu du):

Bateria baten birtualizazioa baliozkoa zela egiaztatu zen testatze- eta baliozkotze-entseguen bidez. Horretarako, urratsez urrats egin zen prozesua, bateria bat garatzeko etapa guztiak aztertu ahal izateko: gelaxken hautaketa, modulua mihiztatzea, bateria-kontzeptuaren diseinua, eta bateria testatzea eta kalibratzea. Urrats horietako bakoitza bere birtualizazio-simulazioarekin garatu zen. Bateriaren testatze-prozedurarako, bi ikuspegi alderatu ziren gelaxka-mailan (Cell in the Loop) eta modulu-mailan (Module in the Loop). Azterketa horri esker, goi-fidelitateko bateria-eredua behar bezala kalibratuta zegoela eta diseinu-helburu guztiak betetzen zituela egiaztatu zen.

Kasu jakin honetan, CIDETEC izan zen gelaxkak karakterizatzeko eta modelatzeko metodologiaren eta Cell in the Loop jardueren buru. BMS sistemaren funtzio desberdinak eta gelaxka-ereduaren portaera aztertzeko probak egin ziren.

1. irudia – Gelaxkaren proba birtualen kontzeptualizazioa (Cell in the Loop)

2. irudia – Gelaxkaren probak ganbera klimatikoan

Osagaien kooptimizazioa:

HiFi-ELEMENTS proiektuaren beste helburuetako bat ereduak hornitzaile eta fidelitate-maila desberdinen artean azkar trukatu eta integra daitezkeela erakustea zen, modelatze-prozesua estandarizatzeari eta kosimulazioko tresnak eransteari esker. Lortu zen helburua, baita kontsumoa murrizteko baldintza ere; horretarako, propultsio-sistemaren bi arkitektura desberdin eta haren osagaien arteko askotariko konbinazio eta aldaerak erabili ziren, HiFi-k proposatutako kosimulazio inguruneaz baliatuz.

Propultsio-sistema elektrikoaren kontzeptuak

Ibilgailu elektriko baten diseinu kontzeptuala egin da, propultsio-sistema elektrikoaren askotariko kontzeptuak aintzat hartuta. Horrela, egiaztatu ahal izan da denbora errealean berrerabilgarriak diren ereduak (zailtasun handiagoa) fase kontzeptualean erabiltzea lagungarria izan daitekeela erabakiak hartzeko eta, beraz, azken produktuaren efizientzia-maila hobetzeko. Potentzia handiagoa zuten propultsio elektrikoko kontzeptuek efizientzia operatibo hobea eskaintzen zuten, oinarrizko funtzionamendurako beharrezko potentzia besterik ez zuen kontzeptuarekin alderatuz. Gogoan hartutako motor elektrikoaren kasuan, efizientzia operatiboa “gainpotentziarekin” hobetzeko funtsezko arrazoia oinarrizko abiadura areagotzea izan zen; horrela, aukera gutxiago baitago eremu ahulduarekin efizientziarik ez izateko. Gainera, frogatuta dago sistemaren potentzia bi ardatzetan zentratu beharrean ardatz bakarrean zentratzeak efizientzia orokorra hobetzen duela. Bestalde, motor-kontzeptua gurpiletan inplementatzeak efizientzia energetikoa murrizten du, eta, horregatik, haren indarguneak beste domeinu batean egon behar direla ondorioztatu da.