La empresa sevillana EVO S.L., especializada en movilidad eléctrica, ha concluido con éxito su proyecto «Sistema Ciberfísico para la Gestión de Baterías de Vehículos Eléctricos (CPS4EV)».
Se trata de una iniciativa cuyo objetivo es mejorar la vida útil de la batería, identificando con precisión sus condiciones y omptimizando el rendimiento del vehículo eléctrico.
La compañía ha anunciado que, tras 24 meses de investigación y desarrollo, se han logrado resultados prometedores mediante el uso de inteligencia artificial, big data y conectividad 5G.
El proyecto contó con un presupuesto de 1.063.312,00 €, cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y el Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (CDTI), con una contribución de 830.553,00 €.
Proyecto CPS4EV
En el proyecto participaron 20 ingenieros de EVO, que colaboraron con personal de la Asociación Andaluza para la Investigación y la Cooperación Industrial (AICIA) y ARUS Andalucía Racing Team, realizando pruebas reales con vehículos de carreras.
CPS4EV ofrece una solución eficaz para controlar las baterías de los coches eléctricos, prolongar su vida útil, optimizar su gestión y garantizar altos niveles de eficiencia. Esta innovación tiene un impacto significativo, ya que contribuye al desarrollo de vehículos eléctricos, permitiendo un mejor mantenimiento, mayor eficiencia, seguridad, sostenibilidad y reducción de costos.
El sistema ciberfísico (CPS) desarrollado también proporciona ventajas competitivas al lograr mejoras en las estrategias de mantenimiento y operación, disminuir los costos de energía y mejorar la disponibilidad de la flota. El proyecto se centró en las baterías de los vehículos eléctricos debido a su alto coste y tendencia a degradarse con el tiempo, afectando directamente la longevidad del vehículo.
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¿Cómo se prolonga la vida útil de las baterías?
Los ingenieros de Evo han logrado el diseño de un Sistema Ciber-Físico (CPS) completo, que interconecta el parque de vehículos eléctricos con la nube, y han diseñado una Unidad de Control Electrónica (ECU) de comunicaciones que permite transmitir la información disponible en el bus CAN del vehículo a un servidor remoto.
La BMS desarrollada permite una integración perfecta del sistema sin sustituir ni manipular el paquete de baterías existente, solo colocándolo entre el paquete de baterías y los consumidores de energía
El éxito alcanzado en el proyecto ha permitido:
- Disponer de un módulo de adquisición en el vehículo que recoja la información significativa en sus buses de instrumentación y control.
- Disponer de una conexión inalámbrica de elevado ancho de banda.
- Desarrollar algoritmos de optimización basados en inteligencia artificial para la generación de modelos gemelos virtuales y para la obtención de las reglas de gestión eficiente de las baterías.
- Desarrollar un módulo de gestión de baterías que, recogiendo la información del vehículo y en base a las reglas proporcionadas por el sistema remoto, realice una gestión eficiente de las cargas y descargas de las baterías, proporcionando la información necesaria al conductor del vehículo o al sistema de conducción autónoma, si lo hubiere.
- Generar un volumen suficiente de datos para poder extraer las reglas de decisión particulares para cada vehículo en cada momento.
Según explican desde EVO S.L., estos elementos se combinan y retroalimentan entre sí, garantizando:
- El Mantenimiento predictivo y diagnóstico en tiempo real del pack de baterías, que puede realizarse mediante la interfaz GUI interactiva del centro de control.
- La Comunicación con el pack de baterías; que adquiere y monitoriza los parámetros más relevantes de la batería (como son el consumo de corriente o el número de ciclos de carga) para realizar una gestión óptima.
- La Gestión estratégica de la energía, que permite controlar los consumidores de energía y el sistema de gestión térmica de la batería utilizando los datos del CPS basados en machine learning para mejorar la vida útil de la batería y minimizar su envejecimiento.
- La Comunicación en la nube, que permite la comunicación de datos con la ECU 5G mediante CAN para subirlos a la nube y ser procesar los algoritmos de aprendizaje automático.
En la segunda fase del proyecto, se ha procedido al Diseño e Implementación de la Unidad de Control Electrónica (ECU) para comunicaciones 5G. Esta ECU hace de nexo entre el vehículo y la parte de inteligencia artificial archivada en la nube, conectando las comunicaciones con tecnología 5G.
La ECU se ubica físicamente en el vehículo y se conecta a su vez con la ECU BMS mediante el protocolo de comunicación CAN. Permite, por tanto, sensar los valores del comportamiento que circulan por el BUS CAN y trasmitirlos al Centro de Control utilizando tecnología 5G.
La unidad de control electrónica incorpora en su diseño las funcionalidades completas de control eléctrico, gestión térmica y gestión de flota. Utilizar la tecnología 5G como innovación hace que las comunicaciones sean más rápidas, más complejas y con mayor rendimiento, logrando que actúen sobre el vehículo con inmediatez para conseguir una conducción más eficiente y precisa.
La ECU de comunicaciones es esencial para el buen funcionamiento del Sistema Ciber-Físico, ya que realiza el primer procesamiento de datos y los preparará para su posterior almacenamiento y utilización. Su diseño genérico permite su fácil aplicación en diferentes tipologías de vehículo.
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