{"id":21673,"date":"2023-02-10T13:00:00","date_gmt":"2023-02-10T13:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/cit.upc.edu\/?post_type=portfolio&p=21673"},"modified":"2023-07-18T08:59:20","modified_gmt":"2023-07-18T08:59:20","slug":"rhodas-nuevas-soluciones-para-mejorar-la-eficiencia-de-los-sistemas-de-propulsion-electrica-para-vehiculos-pesados","status":"publish","type":"portfolio","link":"https:\/\/cit.upc.edu\/es\/portfolio-item\/rhodas-nuevas-soluciones-para-mejorar-la-eficiencia-de-los-sistemas-de-propulsion-electrica-para-vehiculos-pesados\/","title":{"rendered":"RHODaS: Nuevas soluciones para mejorar la eficiencia de los sistemas de propulsi\u00f3n el\u00e9ctrica para veh\u00edculos pesados"},"content":{"rendered":"\n

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El transporte por carretera que utiliza combustibles f\u00f3siles en motores de combusti\u00f3n interna genera actualmente cerca del 60% del total de emisiones liberadas a la atm\u00f3sfera por la actividad humana. Si bien los turismos son la principal fuente de contaminaci\u00f3n, los veh\u00edculos ligeros y pesados representan casi el 40% de las emisiones totales de CO2 del total de la movilidad por carretera en Europa. As\u00ed, la electrificaci\u00f3n de estos veh\u00edculos, especialmente de los veh\u00edculos pesados, resulta un elemento clave para limitar la contaminaci\u00f3n ambiental y contribuir a mitigar los efectos del cambio clim\u00e1tico.En 2020, los fabricantes de camiones de la Uni\u00f3n Europea (UE) y miembros de la Asociaci\u00f3n Europea de Fabricantes de Autom\u00f3viles (ACEA) manifestaron su compromiso para descarbonizar el sector antes de 2050. Para lograrlo, los fabricantes de camiones invierten en nuevas soluciones, como combustibles alternativos, bater\u00edas e hidr\u00f3geno. Los veh\u00edculos el\u00e9ctricos propulsados por bater\u00eda constituyen la primera tecnolog\u00eda de emisiones cero que llega al mercado de los camiones, seguida por los camiones propulsados por hidr\u00f3geno. Sin embargo, a d\u00eda de hoy a\u00fan no existen componentes integrados, compactos y de alta eficiencia del sistema de propulsi\u00f3n para los distintos modelos y tipos de veh\u00edculos existentes. En este contexto, nace el proyecto de investigaci\u00f3n europeo RHODaS.\r
El Centro Motion Control and Industrial Applications (MCIA), el Terrassa Industrial Electronics Group (TIEG) y el grupo Ingenier\u00eda del Medio Ambiente (ENMA) de la Universitat Polit\u00e8cnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC) participan en RHODaS (Reinventing High-performance pOwer converters for heavy-Duty electric trAnSport), un proyecto en cuyo marco se mejorar\u00e1n los sistemas de propulsi\u00f3n con motor integrado para arquitecturas de tracci\u00f3n m\u00faltiple con materiales m\u00e1s eficientes, nuevos materiales semiconductores, mejor gesti\u00f3n t\u00e9rmica y la estandarizaci\u00f3n de la fabricaci\u00f3n de convertidores de potencia. Todo ello aumentar\u00e1 la eficiencia de la propia arquitectura, la densidad de potencia, la fiabilidad, el coste y la sostenibilidad de los veh\u00edculos el\u00e9ctricos de largo recorrido.
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Para ello, se desarrollar\u00e1 un prototipo de convertidor de potencia modular con dispositivos GaN (nitruro de galio) y SiC (carburo de silicio). Por una parte, se incluir\u00e1n nuevos materiales semiconductores, que contribuir\u00e1n a reducir su peso y su tama\u00f1o. Por otra parte, el prototipo incorporar\u00e1 sensores que recoger\u00e1n los datos con los que se dise\u00f1ar\u00e1 un gemelo digital que, a trav\u00e9s de inteligencia artificial aplicada al control y al diagn\u00f3stico, permitir\u00e1 el mantenimiento predictivo del sistema y sus componentes. Esto contribuir\u00e1 a aumentar la eficiencia y el rendimiento del conjunto. De esta forma, se unificar\u00e1n los requisitos de dise\u00f1o, fabricaci\u00f3n, rendimiento y seguridad, para crear una cadena de valor rentable en la Uni\u00f3n Europea (UE), basada en econom\u00edas de escala, como ventaja competitiva frente a los fabricantes asi\u00e1ticos y estadounidenses.\u00a0\r
Conceptos como el ecodise\u00f1o y la circularidad se aplicar\u00e1n en las estrategias de fabricaci\u00f3n y determinaci\u00f3n de la vida \u00fatil (reparaci\u00f3n, reutilizaci\u00f3n, reacondicionamiento y reciclaje) de los componentes, gracias a la aplicaci\u00f3n de herramientas digitales como el dise\u00f1o 3D y la simulaci\u00f3n de electr\u00f3nica de potencia modular.\u00a0\r
MCIA lidera las tareas de integraci\u00f3n del sistema de tracci\u00f3n el\u00e9ctrica, as\u00ed como de la electr\u00f3nica de control. TIEG se ocupa del dise\u00f1o de los componentes el\u00e9ctricos y electr\u00f3nicos del proyecto, y en particular de los convertidores T-type h\u00edbridos GaN-SiC. Finalmente, ENMA se encarga de la revisi\u00f3n de los estudios de impacto ambiental y del dise\u00f1o circular de los convertidores.
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Resultados e impacto esperado<\/h4>\r
Se espera que el nuevo prototipo de convertidor logre, entre otros aspectos: \r
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Una reducci\u00f3n de costos m\u00ednima del 20% de los sistemas de propulsi\u00f3n.\r
Avances significativos en eficiencia (reduciendo las p\u00e9rdidas en un 25%) y rendimiento t\u00e9rmico (gracias al aumento de la temperatura de funcionamiento), lo que permitir\u00e1 una mayor extensi\u00f3n del rango de conducci\u00f3n de los camiones (un 10% m\u00e1s), una carga m\u00e1s r\u00e1pida y una gesti\u00f3n t\u00e9rmica m\u00e1s f\u00e1cil de todo el tren motriz.\r
El desarrollo de un sistema de electr\u00f3nica de potencia que permitir\u00e1 reducir hasta un 40% el tama\u00f1o y el peso necesarios para el accionamiento el\u00e9ctrico.\r
Un incremento del 5% del nivel de eficiencia en el accionamiento del motor integrado como resultado de menores p\u00e9rdidas energ\u00e9ticas (hasta un 40%) en la conversi\u00f3n de potencia y una instalaci\u00f3n m\u00e1s f\u00e1cil en comparaci\u00f3n con las tecnolog\u00edas actuales.\u00a0\r
Monitorizaci\u00f3n avanzada del sistema en tiempo real con un gemelo digital para optimizar el dise\u00f1o y operaciones, reducir los fallos y ampliar el ciclo de vida de los materiales.\r
Acelerar la adopci\u00f3n de soluciones (tecnolog\u00edas y servicios) centradas en el usuario, asequibles y con cero emisiones para la movilidad por carretera en Europa.\r
Mejorar la calidad del aire, fomentar la econom\u00eda circular y la reducci\u00f3n del impacto ambiental.\r

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Consorcio, presupuesto y financiaci\u00f3n<\/h4>\r
RHODaS re\u00fane a 9 socios de 6 pa\u00edses de la UE, entre los que se encuentran adem\u00e1s de la UPC (quien a trav\u00e9s del Centro MCIA, coordina el consorcio), la Universidad T\u00e9cnica de Viena – TUW (Austria), el Instituto de Tecnolog\u00eda de Austria – AIT (Austria), la Universidad de Aarhus (Dinamarca), Kneia (Espa\u00f1a), Valeo (Francia y Alemania), Bosmal (Polonia) y NVISION (Espa\u00f1a). \r
El proyecto RHODaS se enmarca en el programa de cuatro a\u00f1os Horizon Europe 2021-2027 y es financiado por la Uni\u00f3n Europea mediante el programa \u2018Climate, Energy and Mobility\u2019. RHODaS empez\u00f3 en mayo de 2022 y finalizar\u00e1 en octubre de 2025 y est\u00e1 dotado de un presupuesto total de 5.956.938 \u20ac.\r
M\u00e1s informaci\u00f3n en el sitio web<\/a> oficial del proyecto.
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Tecnolog\u00eda<\/h5>\r
TIC<\/a>\r
Log\u00edstica y Movilidad<\/a>
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Sector<\/h5>\r
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Sector
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Tema<\/h5>\r
Automoci\u00f3n<\/a>\r
Veh\u00edculo El\u00e9ctrico<\/a>
Tema
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\u00bfQuieres saber m\u00e1s?<\/h5>
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El transporte por carretera que utiliza combustibles f\u00f3siles en motores de combusti\u00f3n interna genera actualmente cerca del 60% del total de emisiones liberadas a la atm\u00f3sfera por la actividad humana. Si bien los turismos son la principal fuente de contaminaci\u00f3n, los veh\u00edculos ligeros y pesados representan casi el 40% de las emisiones totales de CO2 del total de la movilidad por carretera en Europa. As\u00ed, la electrificaci\u00f3n de estos veh\u00edculos, especialmente de los veh\u00edculos pesados, resulta un elemento clave para limitar la contaminaci\u00f3n ambiental y contribuir a mitigar los efectos del cambio clim\u00e1tico.En 2020, los fabricantes de camiones de la Uni\u00f3n Europea (UE) y miembros de la Asociaci\u00f3n Europea de Fabricantes de Autom\u00f3viles (ACEA) manifestaron su compromiso para descarbonizar el sector antes de 2050. Para lograrlo, los fabricantes de camiones invierten en nuevas soluciones, como combustibles alternativos, bater\u00edas e hidr\u00f3geno. Los veh\u00edculos el\u00e9ctricos propulsados por bater\u00eda constituyen la primera tecnolog\u00eda de emisiones cero que llega al mercado de los camiones, seguida por los camiones propulsados por hidr\u00f3geno. Sin embargo, a d\u00eda de hoy a\u00fan no existen componentes integrados, compactos y de alta eficiencia del sistema de propulsi\u00f3n para los distintos modelos y tipos de veh\u00edculos existentes. En este contexto, nace el proyecto de investigaci\u00f3n europeo RHODaS.\r
El Centro Motion Control and Industrial Applications (MCIA), el Terrassa Industrial Electronics Group (TIEG) y el grupo Ingenier\u00eda del Medio Ambiente (ENMA) de la Universitat Polit\u00e8cnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC) participan en RHODaS (Reinventing High-performance pOwer converters for heavy-Duty electric trAnSport), un proyecto en cuyo marco se mejorar\u00e1n los sistemas de propulsi\u00f3n con motor integrado para arquitecturas de tracci\u00f3n m\u00faltiple con materiales m\u00e1s eficientes, nuevos materiales semiconductores, mejor gesti\u00f3n t\u00e9rmica y la estandarizaci\u00f3n de la fabricaci\u00f3n de convertidores de potencia. Todo ello aumentar\u00e1 la eficiencia de la propia arquitectura, la densidad de potencia, la fiabilidad, el coste y la sostenibilidad de los veh\u00edculos el\u00e9ctricos de largo recorrido.
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Para ello, se desarrollar\u00e1 un prototipo de convertidor de potencia modular con dispositivos GaN (nitruro de galio) y SiC (carburo de silicio). Por una parte, se incluir\u00e1n nuevos materiales semiconductores, que contribuir\u00e1n a reducir su peso y su tama\u00f1o. Por otra parte, el prototipo incorporar\u00e1 sensores que recoger\u00e1n los datos con los que se dise\u00f1ar\u00e1 un gemelo digital que, a trav\u00e9s de inteligencia artificial aplicada al control y al diagn\u00f3stico, permitir\u00e1 el mantenimiento predictivo del sistema y sus componentes. Esto contribuir\u00e1 a aumentar la eficiencia y el rendimiento del conjunto. De esta forma, se unificar\u00e1n los requisitos de dise\u00f1o, fabricaci\u00f3n, rendimiento y seguridad, para crear una cadena de valor rentable en la Uni\u00f3n Europea (UE), basada en econom\u00edas de escala, como ventaja competitiva frente a los fabricantes asi\u00e1ticos y estadounidenses.\u00a0\r
Conceptos como el ecodise\u00f1o y la circularidad se aplicar\u00e1n en las estrategias de fabricaci\u00f3n y determinaci\u00f3n de la vida \u00fatil (reparaci\u00f3n, reutilizaci\u00f3n, reacondicionamiento y reciclaje) de los componentes, gracias a la aplicaci\u00f3n de herramientas digitales como el dise\u00f1o 3D y la simulaci\u00f3n de electr\u00f3nica de potencia modular.\u00a0\r
MCIA lidera las tareas de integraci\u00f3n del sistema de tracci\u00f3n el\u00e9ctrica, as\u00ed como de la electr\u00f3nica de control. TIEG se ocupa del dise\u00f1o de los componentes el\u00e9ctricos y electr\u00f3nicos del proyecto, y en particular de los convertidores T-type h\u00edbridos GaN-SiC. Finalmente, ENMA se encarga de la revisi\u00f3n de los estudios de impacto ambiental y del dise\u00f1o circular de los convertidores.
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Avances significativos en eficiencia (reduciendo las p\u00e9rdidas en un 25%) y rendimiento t\u00e9rmico (gracias al aumento de la temperatura de funcionamiento), lo que permitir\u00e1 una mayor extensi\u00f3n del rango de conducci\u00f3n de los camiones (un 10% m\u00e1s), una carga m\u00e1s r\u00e1pida y una gesti\u00f3n t\u00e9rmica m\u00e1s f\u00e1cil de todo el tren motriz.\r
El desarrollo de un sistema de electr\u00f3nica de potencia que permitir\u00e1 reducir hasta un 40% el tama\u00f1o y el peso necesarios para el accionamiento el\u00e9ctrico.\r
Un incremento del 5% del nivel de eficiencia en el accionamiento del motor integrado como resultado de menores p\u00e9rdidas energ\u00e9ticas (hasta un 40%) en la conversi\u00f3n de potencia y una instalaci\u00f3n m\u00e1s f\u00e1cil en comparaci\u00f3n con las tecnolog\u00edas actuales.\u00a0\r
Monitorizaci\u00f3n avanzada del sistema en tiempo real con un gemelo digital para optimizar el dise\u00f1o y operaciones, reducir los fallos y ampliar el ciclo de vida de los materiales.\r
Acelerar la adopci\u00f3n de soluciones (tecnolog\u00edas y servicios) centradas en el usuario, asequibles y con cero emisiones para la movilidad por carretera en Europa.\r
Mejorar la calidad del aire, fomentar la econom\u00eda circular y la reducci\u00f3n del impacto ambiental.\r

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RHODaS re\u00fane a 9 socios de 6 pa\u00edses de la UE, entre los que se encuentran adem\u00e1s de la UPC (quien a trav\u00e9s del Centro MCIA, coordina el consorcio), la Universidad T\u00e9cnica de Viena – TUW (Austria), el Instituto de Tecnolog\u00eda de Austria – AIT (Austria), la Universidad de Aarhus (Dinamarca), Kneia (Espa\u00f1a), Valeo (Francia y Alemania), Bosmal (Polonia) y NVISION (Espa\u00f1a). \r
El proyecto RHODaS se enmarca en el programa de cuatro a\u00f1os Horizon Europe 2021-2027 y es financiado por la Uni\u00f3n Europea mediante el programa \u2018Climate, Energy and Mobility\u2019. RHODaS empez\u00f3 en mayo de 2022 y finalizar\u00e1 en octubre de 2025 y est\u00e1 dotado de un presupuesto total de 5.956.938 \u20ac.\r
M\u00e1s informaci\u00f3n en el sitio web<\/a> oficial del proyecto.
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