- Los métodos de cálculo más modernos están siendo usados en la optimización del ID. R, vehículo de carreras eléctrico, de cara a su intento de récord en Nürburgring – Nordschleife
- Las simulaciones usadas abarcan la dinámica de conducción, la gestión de energía, la aerodinámica y las estructuras
- Paralelamente a este trabajo en el ID. R, se desarrolla la futura gama de vehículos totalmente eléctricos de Volkswagen, la familia ID.
El desarrollo del ID. R está en pleno apogeo. Este prototipo, propulsado por dos motores eléctricos que ofrecen un rendimiento total de 500 kW (680cv), intentará dar caza el próximo verano de 2019 al récord para vehículos eléctricos de Nürburgring-Nordschleife con Romain Dumas al volante. Además de en los extensos test en pista y del trabajo en el túnel de viento, Volkswagen Motorsport está basándose en las simulaciones por ordenador para llevar más allá esta fase de desarrollo. Estas herramientas digitales no solo representan un apoyo esencial para los ingenieros, también son una ventaja a la hora de ahorrar tiempo y dinero.
“Mientras Romain Dumas practica en el simulador de pilotaje diversos cambios de set-up, las simulaciones también tienen un papel crucial en el trabajo de los ingenieros“, explica Dr. Benjamin Ahrenholz, jefe de cálculo/simulación de Volkswagen Motorsport. “Con respecto a Nürburgring-Nordschleife, tenemos una posición de ventaja, al estar en posición de una gran cantidad de datos sobre el trazado y el estado del asfalto. Esto nos permite adaptar el ID. R virtualmente de la forma más eficiente posible, a pesar del hecho de que nunca ha dado ni una sola vuelta en el Nordschleife hasta ahora.“
Sea cual sea la orden que envía Romain Dumas a través del habitáculo virtual (técnicamente conocido como ‘Driver in the Loop’), el ordenador se basa en la simulación de dinámica de conducción offline para completar, teóricamente, un numero infinito de vueltas con un perfil guardado. De esta forma, las simulaciones pueden determinar cómo afectan al tiempo de vuelta las distintas opciones de gestión de energía o los cambios en el centro de gravedad del vehículo, entre otras cosas. Todo esto se hace para optimizar el manejo del coche y la respuesta de los motores.
En la simulación del aire, los aerodinamistas de Volkswagen Motorsport usan tecnología CFD (Dinámica de Fluidos Computacional) para estudiar los flujos de aire alrededor del ID. R además de para intentar hacer más eficientes los sistemas de refrigeración. Se busca el compromiso ideal entre drag y downforce. La simulación de la batería sirve para comparar diferentes gestiones de energía y estrategias de recuperación para asegurarse de usar la energía eléctrica de la forma más eficiente, dado que se recupera en las frenadas y debe almacenarse en las baterías.
Las simulaciones cumplen un papel similar en las carreras y en el desarrollo de coches de producción
Finalmente, la simulación de estructuras se ocupa del diseño de componentes individuales. “Nürburgring-Nordschleife supone una alta exigencia para la estructura del coche. Uno de los objetivos de la simulación de estructuras es por tanto calcular las cargas del chasis, suspensión y carrocería del ID. R“, describe Ahrenholz. Por ejemplo, la llamada optimización de topología es algo que empleamos en el desarrollo de vehículos de producción. “Una tarea típica en la simulación estructural es diseñar un componente para un espacio concreto“, añade Ahrenholz. La diferencia es que mientras en los vehículos de producción las exigencias suelen ser relativas a la durabilidad y el abaratamiento de costes, las prioridades en el ID. R son asegurar la estabilidad necesaria al tiempo que se mantiene el coche lo más liviano posible.
Dado que estas complejas simulaciones necesitan una capacidad computacional extremadamente alta, Ahrenholz y su equipo están recibiendo un amplio apoyo de Desarrollo Técnico en Volkswagen AG, en Wolfsburg. “Los cálculos son tan complejos y llevan tanto tiempo que a veces los distribuimos en cientos de computadores. Utilizamos, por así decirlo, trabajo en equipo para estas tareas“, explica Ahrenholz. “Para la construcción de estos llamados ‘clusters’ también usamos los ordenadores de desarrollo técnico”.
Impresión 3D para las piezas especialmente complejas
Incluso el soporte del alerón trasero del ID. R, para lo que una simple placa metálica habría sido efectiva (pero demasiado pesada), ha tenido que ser creado por ordenador. “El algoritmo desarrolló la estructura de este soporte de manera que casi parece crecimiento orgánico“, continua Ahrenholz. Al final, con respecto al montaje del alerón trasero, los ordenadores produjeron una compleja estructura que ofrece suficiente resistencia a la tracción en las áreas que la soportan, mientras que en otras zonas el material es más delgado e incluso cuenta con agujeros.
Las piezas con formas muy elaboradas, como por ejemplo anclajes de cableado o componentes aerodinámicos, podrían hacerse de manera convencional, pero eso sería muy costoso y llevaría mucho tiempo. “Cuando es necesario, fabricamos estos componentes de manera individual con plásticos especiales en impresoras 3D. Por lo general, esto solo suelen ser para pequeñas piezas que no están expuestas a altas cargas mecánicas“, dice Ahrenholz.
Las impresoras 3D solo juegan un papel secundario en la construcción de vehículos de producción. Pero las simulaciones por ordenador usadas por Volkswagen Motorsport son las mismas que las empleadas por Volkswagen en el desarrollo de la familia ID. Estos repetidos paralelismos entre el mundo de las carreras y los vehículos de producción no es una coincidencia: el ID. R de carreras es el precursor de competición de la familia ID., con la que Volkswagen pretende lanzar una extensa ofensiva de movilidad eléctrica a partir de 2020.
Fuente: comunicado de prensa.