El Brawley™ de Vanderhall Motor Works es un vehículo utilitario (UTV) eléctrico. Los UTV, también conocidos como vehículos side by side, son utilitarios todoterreno populares en actividades recreativas, agrícolas, ganaderas y cinegéticas. Con 303 caballos de fuerza y 140 millas de autonomía, el Brawley está diseñado para ser potente y al mismo tiempo respetuoso con el medio ambiente mientras atraviesa dunas de arena y terrenos pedregosos.
El equipo de Vanderhall enfrentó sus propios obstáculos y dificultades cuando comenzó el proceso de diseño. Los vehículos convencionales de gasolina de Vanderhall se basaban en un sistema de propulsión de General Motors®. Empezaron cambiando el motor de combustión interna por hardware y software de un sistema de propulsión eléctrica de otro fabricante. Aunque los sistemas de propulsión de los vehículos eléctricos son más simples y tienen menos componentes (batería, inversor y motor eléctrico únicamente), la integración de cada sistema no funcionó según lo previsto.
“Necesitábamos que el sistema de propulsión eléctrica se comunicara con el resto de los módulos y sistemas de control de General Motors, tales como la dirección asistida y el ABS”, manifestó Christopher Johnson, director de tecnología de Vanderhall. “Pero no fue así. Terminamos con un vehículo difícil de conducir”.
Vanderhall decidió desarrollar un sistema de propulsión, un sistema de control del motor y un sistema de frenado antibloqueo desde cero, una tarea abrumadora para una pequeña startup de capital privado con un número limitado de profesionales de ingeniería. El grupo de ingeniería comprendió que diseñar y probar los algoritmos de control de manera virtual era fundamental para reducir el riesgo de errores a la hora de integrar software y hardware, y desplegar código en un vehículo todoterreno real.
Brawley de Vanderhall Motor Works, un vehículo utilitario eléctrico. (Imagen cortesía de Vanderhall Motor Works)
Decidieron crear un modelo del vehículo con Simulink®. Se asociaron con el fabricante de semiconductores NXP Semiconductor, lo que permitió convertir rápidamente el código de Simulink para ejecutarlo en chips de automoción de NXP® para simular la dinámica y predecir el comportamiento del vehículo antes de realizar pruebas en un vehículo virtual. Con el diseño basado en modelos, tres profesionales de ingeniería de Vanderhall lograron diseñar, simular y desplegar el prototipo del Brawley en tan solo ocho meses. (NXP es una marca comercial de NXP B.V.)
“Normalmente, se necesitan muchos años y un ejército de codificadores para desarrollar el software de un sistema de control de vehículos”, aseguró Johnson. “El mercado de vehículos eléctricos cambia con rapidez; de haber tomado una ruta de desarrollo convencional, seguiríamos soñando con un producto y todos nuestros competidores se nos habrían adelantado”
Varias características, en especial cuatro motores eléctricos (uno por cada rueda de 35 pulgadas), distinguen al UTV eléctrico Brawley de sus competidores. Para proporcionar una experiencia de conducción dinámica e intensa, Johnson y su equipo sabían desde el principio que debían tener un control directo de cada motor. Esto permite que el UTV pueda transitar por caminos de tierra en mal estado, tomar curvas rápidas y cerradas, y sortear terrenos irregulares con facilidad.
El proveedor del sistema de propulsión eléctrica no pudo ajustarse a este requisito. Mostraban cierta reticencia a cambiar su hardware, y dado que codificaban los algoritmos de control manualmente, resultaba difícil rediseñar el software.
Johnson decidió desarrollar el hardware del sistema de propulsión internamente, seleccionando parámetros del sistema tales como tamaño de batería, tipo de motor eléctrico y voltaje del sistema. Una vez que finalizaron el diseño de hardware y adquirieron el hardware de prueba, el equipo de ingeniería se dedicó a desarrollar el sistema de frenado antibloqueo, una unidad de control de motor para determinar la velocidad y el par motor, y el control electrónico de estabilidad, que controla automáticamente los frenos de cada rueda, para evitar patinar y perder el control en curvas cerradas. Codificar el software de control manualmente quedó descartado, ya que Vanderhall deseaba sacar el vehículo al mercado rápidamente; por lo tanto, recurrieron al diseño basado en modelos.
El sistema de propulsión del Brawley cuenta con un motor por rueda y características exclusivas que lo distinguen de sus competidores.
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Jacqueline Vicarte
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