La movilidad del futuro y la Gestión energética de transportes disruptivos, protagonistas de un proyecto en el que participa ITE

La investigación ha contado con la financiación de la AVI y Fondos FEDER

Hyperloop es una forma de transporte de alta velocidad, basado en cápsulas que se elevan en el aire dentro de los túneles a baja presión. Lo que parecía una fantasía, transportarse a través de una cápsula en un tubo, avanza a ritmo constante para convertirse en una realidad.

Este proyecto, en el que participan Zeleros, Hesstec, Ziur Composites,  la Universitat Politècnica de Valencia (UPV) y el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE), surge con el objetivo de implementar el sistema de propulsión/tren de potencia, también llamada “power-train” -en este caso eléctrica- al hyperloop. El nuevo medio de transporte hyperloop se posiciona como una solución de transporte terrestre a muy alta velocidad y las posibilidades de su sistema dan una alternativa optimizada para los medios tradicionales.

HL-POWERTRAIN es un proyecto tecnológico enmarcado en el desarrollo del vehículo del nuevo modo de transporte hyperloop. El ITE ha participado en este proyecto en la fase de gestión de la potencia y la energía. La electrificación en la movilidad incorpora una serie de retos tecnológicos ligados al escalado de potencia y la gestión térmica del sistema, es decir, para evitar corrientes muy elevadas que llevarían a grandes pérdidas y por tanto a problemas térmicos por ejemplo de las baterías, por lo que modelar y entender los elementos de seguridad y maniobra es un aspecto crítico en la industria que está generando nuevas demandas y nuevos productos.

Concretamente, el Instituto Tecnológico de la Energía ha desarrollado un Energy Management Systema (EMS) que tiene como función principal la gestión energética y la integración a la red del sistema de almacenamiento (principalmente baterías), tanto en carga como en descarga. Además, este EMS comandará el Battery Management System (BMS), lo que permitirá optimizar la operación de las baterías y posibilitará la hibridación con otras tecnologías de almacenamiento. Para ello, ITE ha realizado un modelado eléctrico del gemelo digital simplificado de vehículo eléctrico en simulink, donde se ha analizado el comportamiento dinámico del sistema por formado por las baterías BMS, cargador, freno magnético, inversor y motor eléctrico. Esto es de gran utilidad para conocer el comportamiento de las baterías a nivel energético e identificar elementos de seguridad eléctrica necesarios. Y en cuanto a la vertiente térmica, se ha analizado el comportamiento térmico en condiciones de baja presión atmosférica, donde el mecanismo de transferencia de calor es principalmente por radiación. El modelo térmico de la celda ha sido validado en las instalaciones de ITE.

Además, también en los laboratorios del ITE ha sido posible realizar ensayos de validación en un entorno Hardwarein-the-Loop en el cual se han llevado a cabo pruebas sobre el hardware real de una forma segura, fiable y más eficiente que mediante ensayos tradicionales.

La motivación del Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) para participar en el proyecto radica en el escalado de los servicios del laboratorio de baterías empresas de electromovilidad de grandes potencias y sectores afines, gracias a aplicación de nuestros conocimientos en gestión y modelización de baterías a estas grandes potencias, en particular:

– Simulación eléctrica y térmica del pack de baterías para vehículo eléctrico de gran potencia.

– Desarrollo y validación de BMS en aplicación de movilidad eléctrica de gran potencia.

– Análisis y caracterización de elementos de seguridad en vehículo eléctrico de gran potencia.

Beneficios perseguidos con el proyecto HL-POWERTRAIN.

Con este proyecto ha buscado también reducir significativamente las emisiones directas derivadas del transporte de pasajeros y mercancías, fomentar la electrificación y la descarbonización, reducir la huella de carbono, disminuir el coste energético para movilizar una carga y por tanto apostar por la eficiencia energética.

En clave social, proporciona aspectos positivos en la salud a través de una movilidad sostenible y unas ciudades más libres de emisiones nocivas, mitiga los efectos del cambio climático, así como la contaminación acústica.

Este proyecto está alineado con la estrategia RIS3CV (Estrategia de Especialización Inteligente en Investigación e Innovación en la Comunitat Valenciana), concretamente en el Eje referido a la sostenibilidad.

El proyecto HL-POWERTRAIN, con expediente INNEST/2021/219, ha sido financiado por la Agencia Valenciana de la Innovación (AVI) y cofinanciado por la Unión Europea a través del Programa Operativo del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) de la Comunitat Valenciana 2014-2020.