SOFTWARE ESENCIAL PARA EL VEHÍCULO Y ELECTRÓNICA DE POTENCIA EN VEHÍCULOS ELÉCTRICOS CON BATERÍA Y PILAS DE COMBUSTIBLE

Los vehículos eléctricos de batería (BEV) y los vehículos eléctricos de pila de combustible (FCV) son vitales para el movimiento de la industria del transporte hacia operaciones más sostenibles. Ambos son vehículos de bajas emisiones que funcionan con energía eléctrica. Los vehículos eléctricos de batería funcionan con energía almacenada en baterías, mientras que los vehículos eléctricos de pila de combustible funcionan con una pila de combustible que crea electricidad utilizando hidrógeno como combustible, con agua y calor como únicos subproductos. La adopción más amplia de estos vehículos y su tecnología de bajas emisiones representan un camino significativo hacia la descarbonización del transporte comercial.

El software y la electrónica de vanguardia desempeñan un papel crucial en varios aspectos de las operaciones, desde la gestión de la potencia en el tren motriz (que comprende el motor eléctrico, la batería y la pila de combustible) hasta el control de los componentes electrónicos en todo el vehículo y los sistemas de interfaz humana, como la respuesta del acelerador y las estimaciones de alcance. Este artículo ofrece una descripción general de cómo funcionan el software esencial y los componentes electrónicos en las tecnologías BEV (vehículo eléctrico de batería) y FCEV (vehículos eléctricos de pila de combustible).

¿Cuáles son los componentes de software y electrónicos en los vehículos eléctricos de batería (BEV) y vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV)?

Powertrain
Los BEV y FCEV comparten componentes comunes del tren motriz, como pilas de combustible, paquetes de baterías, inversores y controles, pero con algunas diferencias: en los BEV, el motor de combustión interna se reemplaza con baterías. Los FCEV, por otro lado, combinan celdas de combustible con baterías. El software del vehículo es importante en ambas tecnologías y desempeña un papel en la gestión de la distribución de energía y la regulación del calor. Los BEV necesitan un software avanzado para mantener el rendimiento y la seguridad de la batería, administrando la temperatura, la carga y la descarga. Mientras que los componentes electrónicos garantizan una entrega de energía precisa para un desempeño eficiente. Los FCEV también utilizan un software similar para optimizar la distribución de energía entre la batería y la pila de combustible. El software también ayuda a monitorear el consumo de combustible.

Chasis
El chasis está formado por bastidor, ruedas, frenos y suspensión. Es importante para mantener el vehículo estable y fácil de controlar. Los sistemas electrónicos como el Control Electrónico de Estabilidad (ESC) ayudan a hacerlo más seguro al aplicar frenos en ciertas ruedas, lo que ayuda a mantener el vehículo estable y mantener la dirección cuando necesita hacer giros rápidos. Además, hay sistemas de suspensión neumática operados por software que cambian la altura del vehículo dependiendo de la velocidad y el estado de la carretera. Esto ayuda a mejorar la aerodinámica y hacer que sea más cómodo conducir largas distancias.

Cuerpo
La carrocería incluye los componentes estructurales e interiores del vehículo. La carrocería utiliza electrónica de potencia en el vehículo para características tales como cerraduras de puertas automatizadas y sistemas de seguridad avanzados. El software y la electrónica del vehículo utilizan sensores y unidades de control electrónico (ECU) para gestionar todo, desde las operaciones de las ventanillas hasta los sistemas de asistencia al conductor, lo que aumenta tanto la comodidad como la seguridad.

Electrónica/Infoentretenimiento
La electrónica y el software en los vehículos no solo pueden ayudar a controlar el clima, la iluminación y los sistemas multimedia, sino que también pueden proporcionar datos del vehículo en tiempo real. La electrónica también alimenta datos críticos a las computadoras de a bordo, asegurando que los sistemas como el ajuste automático de los faros y los limpiaparabrisas con sensor de lluvia funcionen sin problemas.

Conducción autónoma o sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS)
La conducción autónoma o sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) incluye sensores, radares y controladores que proporcionan funciones críticas de asistencia al conductor y automatización. Estas características incluyen el control de las señales que van a los controladores de dirección, frenado y tren motriz, utilizando unidades de control en tiempo real y de alta potencia que ejecutan software avanzado.

Servicios conectados
Los servicios conectados son donde el software del vehículo juega un papel importante al ampliar la funcionalidad del vehículo. Los BEV a menudo cuentan con una aplicación que permite a los usuarios verificar de forma remota el nivel de carga, arrancar el vehículo o incluso preacondicionar la temperatura de la cabina. Los sistemas de navegación también utilizan la conectividad para proporcionar actualizaciones de tráfico en vivo, lo que garantiza una gestión eficiente de las rutas.

Al incorporar software y electrónica inteligentes en todo el vehículo, los BEV y FCEV pueden mejorar la experiencia del usuario y ayudar a cumplir los objetivos ambientales. A medida que estas tecnologías evolucionan, liderarán aún más la carga hacia un futuro de transporte más limpio y confiable.

Función del software y la electrónica en vehículos eléctricos de batería (BEV) y vehículos eléctricos con pila de combustible (FCEV)

Gestión de la batería
El papel del software en la gestión de la batería es vital para mantener la salud y la eficiencia de los BEV y FCEV. Los vehículos pueden utilizar sistemas avanzados de administración de baterías que monitorean la temperatura y el voltaje de cada celda, equilibrando la carga en toda la batería para maximizar la vida útil y el alcance. Los sistemas de algunos vehículos pueden incluso aprender de los hábitos del conductor para calentar o enfriar la batería a la temperatura óptima para conducir y cargar.

Control del tren motriz
La electrónica ha transformado el control del tren motriz, mejorando la experiencia de conducción al garantizar una entrega de potencia suave. Las ECU pueden gestionar con precisión la salida del motor eléctrico, entregando un par instantáneo mientras mantienen la eficiencia energética.

Telemática
El software telemático es crucial para el monitoreo y la navegación del vehículo en tiempo real. Los BEV y FCEV pueden ofrecer comprobaciones remotas del estado de la batería, planificación de rutas que considera la ubicación de las estaciones de carga y precalentamiento o enfriamiento de la cabina del vehículo mientras aún está conectado a la red, lo que ayuda a los vehículos a llegar lo más lejos posible con una carga.

Inteligencia Artificial (IA)
La IA se integra cada vez más en las capacidades de software del vehículo. Los fabricantes están empleando IA para calcular el rango de vehículos con mayor precisión al considerar factores como las condiciones climáticas, el peso de la carga y los hábitos de conducción. La IA también ayuda a predecir las necesidades de mantenimiento mediante el análisis de los datos del vehículo y los patrones de uso, alertando a los conductores sobre posibles problemas antes de que surjan y programando el servicio de manera proactiva.

Consideraciones para los fabricantes con respecto al software del vehículo y la electrónica de potencia

Con la evolución de la tecnología en vehículos eléctricos de batería y pila de combustible, surgen varias consideraciones:

La integración de software y electrónica avanzados en BEV y FCEV no es solo una tendencia, sino una evolución crítica en la tecnología de transporte comercial. Este desarrollo optimiza el rendimiento, mejora la seguridad y ayuda a que las industrias del transporte sean más sostenibles. También trae nuevos desafíos en términos de complejidad, seguridad y gestión de la cadena de suministro. Sin embargo, a medida que la industria navega por estos desafíos, el potencial de innovación y crecimiento en este sector es emocionante, ya que allana el camino para un futuro más limpio y eficiente en el transporte.

Cummins Inc. está a la vanguardia de las operaciones innovadoras de transporte y trabajo pesado, y Accelera™ by Cummins, el segmento comercial de cero emisiones de Cummins, está a la vanguardia del suministro e integración de tecnologías de cero emisiones para descarbonizar las industrias más trabajadoras del mundo.