La industria de vehículos eléctricos, arranca en Europa

Los vehículos eléctricos (VE) están llamados a cumplir una función clave en la movilidad urbana del futuro, reduciendo la contaminación, disminuyendo la dependencia de los combustibles fósiles y ahorrando gastos a los conductores. Pese a que los VE sólo representan actualmente una proporción mínima del parque móvil europeo, para los próximos años se espera un incremento exponencial de sus ventas, gracias en gran medida a los avances en las tecnologías para estos automóviles que están introduciendo investigadores financiados con fondos europeos. Entre los elementos que están contribuyendo sustancialmente a las mejoras constantes en las prestaciones de los vehículos híbridos también se encuentran varias tecnologías para vehículos plenamente eléctricos que permiten optimizar la seguridad, el consumo de energía y la recuperación de energía cinética.

En el conjunto de la Unión Europea, el sector de los transportes concentra más del setenta por ciento del consumo total de petróleo, la mayor parte del cual se importa. Dado que cada cincuenta días se matriculan en Europa más de un millón de coches nuevos, el consumo de combustible, la congestión y la contaminación no harán sino aumentar mientras el motor de combustión interna siga constituyendo la principal fuente de energía para los automóviles. Por esta razón la UE, los gobiernos de cada país y las empresas privadas del sector están invirtiendo miles de millones en el desarrollo de VE.

«En lugar de ofrecer formas de movilidad cuyos precios energéticos se encuentran en alza constante, este sector se enfrenta ahora al reto de satisfacer una demanda de movilidad racional: vehículos de bajo consumo energético, seguros y no contaminantes, cuya producción requiera menos energía, y en los que se empleen materiales reciclables y, a la larga, autodesechables», aseguró el Dr. Pietro Perlo, director ejecutivo de Interactive Fully Electrical Vehicles (IFEVS), una PYME italiana dedicada al desarrollo de VE.

El Dr. Perlo contribuyó a supervisar el desarrollo de tecnologías pioneras para VE en el marco del proyecto «Integrated enabling technologies for efficient electrical personal mobility» (P-MOB), que recibió de la Comisión Europea una financiación próxima a los 2,8 millones de euros y contó con la participación de investigadores de seis empresas (Siemens de Alemania; Mazel de España; IFEVS, Polimodel y Fiat de Italia; y Magnomatics del Reino Unido) y de la Universidad de Sheffield (Reino Unido). Gracias al proyecto se desarrolló un prototipo novedoso de automóvil eléctrico con una autonomía que puede alcanzar los veinte kilómetros empleando únicamente energía solar.

El equipo a cargo de P-MOB, coordinado por el Centro Ricerche Fiat de Turín (Italia), se propuso disociar de una vez por todas el incremento de la capacidad de transporte con el aumento de las muertes en carretera, la congestión y la contaminación desarrollando un prototipo de VE que no sólo es menos contaminante, sino también compacto y extremadamente seguro. Con ese propósito, los investigadores adoptaron un planteamiento novedoso de integración de sistemas avanzados que gira en torno, entre otros elementos, a las células solares, los motores eléctricos, el control magnético del par de torsión, la gestión de la potencia, las baterías distribuidas y las tecnologías que permitan a los VE devolver energía a la red de suministro cuando no están en uso.

Según el Dr. Perlo: «El diseño ha recibido las mejores calificaciones en seguridad y presenta una huella contaminante baja y un consumo energético extremadamente reducido, tratándose por tanto de un vehículo ideal para las necesidades de la mayoría de la población en ciudades y carreteras suburbanas».

El prototipo consiste en un vehículo pequeño y compacto que pesa menos de seiscientos kilogramos sin la batería y que alcanza una velocidad máxima superior a cien kilómetros por hora, lo cual se ajusta a la última normativa sobre microvehículos eléctricos. Además, cumple también la normativa convencional para categorías de vehículos como la M1, es decir, vehículos de pasajeros de hasta nueve plazas incluyendo el conductor.

Aerodinámico, seguro y solar

En otro proyecto paralelo titulado «Building blocks concepts for efficient and safe multiuse urban electrical vehicles» (WIDE-MOB), en el que participaron los socios de P-MOB, se trabajó en el diseño y desarrollo de las piezas fundamentales de los VE. Concretamente, el equipo de WIDE-MOB optimizó la aerodinámica para reducir drásticamente la resistencia al avance a cualquier velocidad y diseñó carrocerías livianas y de coste bajo que proporcionan una gran seguridad en caso de colisión frontal o lateral, además de trabajar en varias tecnologías de propulsión distribuida.

«Nuestro vehículo es el primero dotado de un sistema de propulsión con dos motores, uno por cada eje. Cuenta con dos puertas en un único lado, lo que proporciona un grado de seguridad elevado, mejor ergonomía, menor complejidad y una resistencia aerodinámica extremadamente baja, concretamente un treinta por ciento inferior a la de otros vehículos de las mismas dimensiones», informó Perlo. «Todas estas tecnologías fueron desarrolladas por los socios en el transcurso del proyecto. Sólo las células de la batería se fabricaron fuera de Europa, aunque su diseño también se gestó en el seno de esta iniciativa».

Los sistemas integrados de control basados en TIC del vehículo construido permiten el funcionamiento de dos motores y dos diferenciales, de tal modo que los ejes delantero y trasero son independientes y brindan una tracción efectiva en las cuatro ruedas, así como una variación en el ratio del par de torsión en función de las condiciones de conducción, lo cual conlleva varias ventajas importantes. Se incrementa el control del vehículo en curvas de radio reducido, se mejora la adherencia en condiciones de humedad o hielo en la calzada, se tiene la impresión de una aceleración más rápida sin por ello consumir más potencia y permite un funcionamiento a prueba de fallos, puesto que si se avería un motor, siempre queda el otro para llegar a casa. Y lo que es más importante, esta característica previene la pérdida de control del vehículo, incluso a grandes velocidades, en caso de fallo de uno de los motores.

Además, el uso de los dos motores se suma a un sistema de gestión energética racional basada en TIC que reporta una mayor eficiencia, dado que cada uno de los dos motores puede funcionar al máximo rendimiento en cualquier condición de conducción, maximizando al mismo tiempo la recuperación de energía en las frenadas gracias a un frenado repartido entre dos ejes y a un control por sistema ABS (frenado antibloqueo) virtual.

El vehículo cuenta también con paneles fotovoltaicos inteligentes dotados de diodos también inteligentes y electrónica autoadaptable que reducen al mínimo la pérdida de generación energética por efecto de sombras o del fallo de células individuales. Como la mayoría de los VE, el prototipo de P-MOB puede cargarse directamente desde la red eléctrica. Sin embargo, al disponer también de tecnología de células solares flexibles y muy eficientes de silicio monocristalino, se puede cargar únicamente con el sol e incluso, una vez cargadas sus baterías, vender la energía excedente a la red eléctrica.

En el circuito de pruebas de Fiat en Turín, el vehículo demostró ser capaz de recorrer veinte kilómetros funcionando únicamente con sus células solares, lo cual es más que suficiente para quienes conducen a diario por las ciudades europeas, sobre todo en el sur de Europa, más soleado.

«Las prestaciones del vehículo cumplieron nuestras expectativas en relación al diseño: presentó una estabilidad muy elevada en curvas de radio reducido y registró un consumo medio de energía en torno a ochenta vatios hora por kilómetro -destacó Perlo-. Lo hemos presentado al público en acontecimientos celebrados en Turín, Atenas y Bruselas y las valoraciones han sido muy positivas».

El prototipo se diseñó empleando la primera plataforma de diseño variable para microvehículos eléctricos, creada también en el seno de los proyectos P-MOB y WIDE-MOB, y ya está listo para seguir evolucionando en el marco de la plataforma EU-MOBY R&D, apoyada por la Comisión Europea.

«La idea de contar con un vehículo que, con unas pequeñas mejoras, pueda cumplir la homologación de los microvehículos eléctricos y los M1 convencionales es nueva y abrirá nuevas oportunidades comerciales. Todos estos conceptos están ya patentados», apuntó Perlo.

No obstante, también señaló que las baterías son piezas fundamentales de los VE y el hecho de que Europa carezca de una industria de baterías fuerte supone un freno a la tecnología del continente. «Sin duda se necesita una organización industrial paneuropea más avanzada que se ocupe específicamente de la fabricación de baterías, porque este aspecto supondrá en los próximos años un escollo para el conjunto de la industria dedicada al transporte por carretera».

A pesar de todo, se prevé que las ventas de VE en Europa se incrementen a buen ritmo, pasando de 45 000 unidades este año a 400;000 en 2015, lo que supone en torno al 3,5;% del total de turismos nuevos matriculados. A medida que mejore la tecnología también se abaratarán los precios. Así, se prevé que en un plazo de 4 años un turismo eléctrico de tamaño pequeño o mediano, con una autonomía de 250 km por carga, cueste 15;000 euros en lugar de los 20;000 que cuesta actualmente.

Otro incentivo para decantarse por un vehículo eléctrico surgirá probablemente de los planes de la UE de reducir, en los próximos años, las emisiones totales de CO2 del parque de turismos.

«Es probable que esta circunstancia provoque un cambio radical en el mercado de automóviles particulares. El precio de los turismos convencionales se encarecerá por la tecnología que necesitarán para cumplir el umbral de emisiones de CO2, mientras que el coste de los VE bajará gracias a la optimización del proceso de fabricación y al aumento de las ventas -predijo Perlo-. En el mercado se producirá un nuevo equilibrio y quedará margen para nuevos conceptos de vehículos como el desarrollado en P-MOB».