Retos tecnológicos en la nueva arquitectura de los coches eléctricos

La ponencia tuvo lugar en el salón de actos de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Madrid ante un público formado mayoritariamente por estudiantes de la universidad. Ofrecemos una síntesis de la presentación.

La movilidad en el coche eléctrico no es un reto, sino una oportunidad. Una oportunidad a la que tenemos que dar una solución tecnológica a través de tres posibles caminos: diferentes materiales, nuevas tecnologías de proceso y una combinación de valor añadido con las dos primeras para diseñar una gama de productos/soluciones de ingeniería avanzada. Debemos que desarrollar una tecnología diferente pensando en los tipos de movilidad y, para ello, Gestamp plantea diferentes propuestas de seguridad, aligeramiento de peso y optimización de coste, garantizando la reducción de emisiones y aportando valor añadido en el diseño y producción. 

Este enfoque implica trabajar con diferentes materiales y tecnologías. Todo ello teniendo en cuenta que proveemos, a través de la ingeniería, funcionalidades como seguridad en un módulo Front-System, dinámica y seguridad en el Chasis, y protección tanto para los ocupantes como para la batería en productos BiW como el Battery Box.

En este contexto, es esencial la estrategia de las 3R (Reduce/reducir, Re- Use/Reutilizar y Re-Cycle/Reciclar). Reduce se centra en reducir el número de piezas, peso, huella de carbono y el tiempo de montaje en las instalaciones del cliente; Re-Use está enfocado a la reutilizar los medios de producción; y Re- Cycle, asegurar la reciclabilidad en cada nuevo producto. Estamos implementando nuestra estrategia a través de varias palancas. 

Por un lado, el desarrollo virtual de una gama de coches propios (G-Lab), desarrollados a partir de nuestro know-how en procesos tecnológicos e Ingeniería avanzada que sirven para validar nuevas tecnologías que presentamos a nuestros clientes, así como para ahorrar tiempo de desarrollo y prototipado. La segunda palanca es el codesarrollo en un trabajo de colaboración con el cliente que suele tener un plazo de cuatro años previos al  anzamiento de un modelo al mercado. La tercera palanca, en el caso de Gestamp, se basa en una red global de centros de I+D que trabaja mano a mano con los equipos de ingeniería del cliente.

Actualmente, muchas de las innovaciones en los vehículos están relacionadas con la batería, un elemento con un elevado peso en el conjunto del vehículo y un centro de gravedad muy bajo, que repercuten en factores como la dinámica o los crash tests. En el caso de Gestamp, hay cuatro áreas en las que podemos buscar soluciones de alto valor añadido para la mejora en seguridad, peso y sostenibilidad: carrocería (BIW Body-in-White); en la caja de la batería en sí, con independencia de la tipología de la química, en el chasis; y, finalmente, en los mecanismos de apertura y cierre de puertas y portones.
 

En Body-in-White, hemos creado una familia de productos de gran tamaño en estampación en caliente. Estos productos protegen tanto al ocupante como a la batería, contribuyendo a garantizar la seguridad en crash combinado con un aligeramiento de peso de esta. Se trata de desarrollos de Gigastampings,
piezas más grandes estampadas en caliente como una única pieza, cortadas por láser, combinando aceros de diferentes durezas alcanzando incluso los 2000 Mpa. Estas piezas ayudan a reducir los tiempos de ensamblaje y optimizar materia prima y procesos.

Respecto al tooling, hay que tratar de aprovechar al máximo los medios de producción en todas las plataformas en el mundo para coches de diferentes tamaños y sistemas de propulsión. También es importante destacar que todas nuestras líneas de producción operan totalmente automatizadas lo que nos
permite obtener datos para el desarrollo de tecnologías y productos.
 

En cuanto a la caja de batería, en función del tipo de movilidad y modelo encontramos tres soluciones: Aluminium Extrusion Frame Battery Box que cuenta con un marco de aluminio extrusionado que mejoran su comportamiento ante el choque lateral; Cell to Pack, donde se simplifica el sistema llegando a un diseño de "bañera" en acero o aluminio; y, por último, la batería en fila. La caja de batería desarrollada en nuevos materiales compuesto con fibra de vidrio donde se consigue un gran aligeramiento e integración de funciones siendo esta una buena solución para los coches urbanos pequeños .
 

En chasis, hay varios tipos de familia desarrollados tanto en acero como en aluminio (Front y Rear Sytems) y es un área con grandes posibilidades de innovación, por el cambio de ubicación del sistema de propulsión que ya no es el motor térmico que suele colocarse en la parte delantera. La integración del motor directamente en el chasis en el vehículo eléctrico requiere un chasis muy rígido y a la vez ligero, pero con gran capacidad de absorción de energía en caso de choque. En este sentido, cabe destacar nuestros desarrollos de chasis con tubos hidroconformados de alto límite elástico hasta unos 1.000 megapascales. El chasis es determinante en las plataformas, sobre todo si se quiere fabricar un modelo en distintas localizaciones.

Con relación a mecanismos de elementos móviles, al desaparecer el motor en la parte delantera, hemos llevado a cabo unos desarrollos para equipar a los maleteros y capós delanteros, que es donde estaba el motor, de sistemas que ayuden a la apertura que ofrezcan confort y seguridad, como el Power Frunk
System con funcionalidad de protección de los peatones. Se trata de productos electromecánicos muy relevantes y con gran relevancia en los coches eléctricos.

En suma, nuestra estrategia se orienta a seguir ampliando nuestra gama de soluciones y productos con alto valor añadido desarrollados con nuestras tecnologías patentadas, que contribuyan a optimizar los materiales empleados y tiempos de producción, a reducir el peso de los vehículos y, por tanto, las
emisiones, y a garantizar al máximo la seguridad de ocupantes, peatones y entorno.