{"id":7697,"date":"2023-05-26T08:32:59","date_gmt":"2023-05-26T15:32:59","guid":{"rendered":"https:\/\/evhnews.com\/?p=7697"},"modified":"2023-05-26T08:32:59","modified_gmt":"2023-05-26T15:32:59","slug":"soluciones-de-sistemas-de-baterias-porsche-para-la-competicion-automovilistica-y-la-produccion-en-serie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/evhnews.com\/es\/2023\/05\/26\/soluciones-de-sistemas-de-baterias-porsche-para-la-competicion-automovilistica-y-la-produccion-en-serie\/","title":{"rendered":"Porsche Battery System Solutions For Motor Racing And Series Production"},"content":{"rendered":"

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\nPorsche Battery System Solutions For Motor Racing And Series Production<\/strong><\/p>\n

Porsche Engineering lleva m\u00e1s de 20 a\u00f1os desarrollando soluciones de sistemas de bater\u00edas de alto rendimiento para la competici\u00f3n automovil\u00edstica y la producci\u00f3n en serie. El sistema de gesti\u00f3n de la bater\u00eda (BMS) tiene la tarea de evaluar el estado de la bater\u00eda, definir los l\u00edmites de funcionamiento actuales y garantizar el funcionamiento dentro de esos l\u00edmites.<\/p>\n

En los veh\u00edculos el\u00e9ctricos de bater\u00eda (BEV), el sistema de gesti\u00f3n de bater\u00edas (BMS) desempe\u00f1a un papel fundamental. Se compone del controlador de gesti\u00f3n de la bater\u00eda (BMC) y de los controladores del m\u00f3dulo de celdas (CMC). Los CMC est\u00e1n integrados directamente en los m\u00f3dulos de la bater\u00eda de alto voltaje y suministran al BMC valores medidos como el voltaje y la temperatura de las celdas. Tambi\u00e9n se encargan del equilibrado de las c\u00e9lulas: Las bater\u00edas de alto voltaje se componen de un gran n\u00famero de celdas individuales de bater\u00eda de bajo voltaje. Sin embargo, las tolerancias hacen que las celdas tengan sus propias propiedades f\u00edsicas individuales, lo que puede causar problemas al utilizar el sistema. Para evitarlo, las CMC equilibran el estado de carga de las celdas, ya sea pasivamente mediante resistencias conectadas en paralelo, o activamente transfiriendo carga de las celdas m\u00e1s d\u00e9biles a las m\u00e1s potentes. La BMC es el elemento central del BMS y utiliza sus propios sensores de corriente, adem\u00e1s de los valores medidos por las CMC. Una de sus funciones es garantizar que la bater\u00eda funcione de forma segura. Despu\u00e9s de todo, los sistemas de bater\u00edas contienen grandes cantidades de energ\u00eda y son capaces de liberar esta energ\u00eda muy r\u00e1pidamente. Cualquier liberaci\u00f3n incontrolada o involuntaria debe evitarse a toda costa. Adem\u00e1s, el BMC debe encontrar un compromiso \u00f3ptimo entre la duraci\u00f3n y el rendimiento de la bater\u00eda, ya que el funcionamiento fuera de los par\u00e1metros especificados puede causar da\u00f1os en el sistema. Las causas t\u00edpicas son corrientes excesivamente altas; temperaturas excesivamente altas o bajas, que da\u00f1an el electrolito o provocan una mayor sensibilidad a la corriente; y sobretensi\u00f3n o subtensi\u00f3n, que pueden da\u00f1ar el electrolito o los materiales activos.<\/p>\n

Para evitarlo, el BMS se utiliza para cambiar los l\u00edmites de corriente, restringir los modos de funcionamiento o ajustar la refrigeraci\u00f3n en funci\u00f3n del estado de la bater\u00eda. \"A partir de los valores medidos por numerosos sensores de temperatura, corriente y tensi\u00f3n, el BMS obtiene tres par\u00e1metros cruciales de la bater\u00eda: El estado de carga (SoC) y la capacidad, que determinan la autonom\u00eda restante, y la resistencia interna, que limita el rendimiento\", explica Lukas M\u00e4urer, Project Leader High-Voltage Battery Functions en Porsche Engineering. \"Tambi\u00e9n es responsable de las funciones de seguridad, como la desconexi\u00f3n por sobrecorriente y la detecci\u00f3n de colisiones, as\u00ed como de la comunicaci\u00f3n con los dem\u00e1s controladores del veh\u00edculo\".<\/p>\n

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\nCr\u00e9dito de la imagen: Porsche Media<\/em><\/strong><\/h6>\n

M\u00e1s de 20 a\u00f1os de experiencia<\/strong>
\nPorsche Engineering ya ha desarrollado diversos BMS por encargo de clientes y puede encargarse de todas las tareas que surjan en relaci\u00f3n con el modelo V, desde estudios de requisitos hasta pruebas de veh\u00edculos. \"Como empresa, llevamos m\u00e1s de 20 a\u00f1os trabajando en este campo, y yo personalmente llevo seis a\u00f1os dedicado a los sistemas de gesti\u00f3n de bater\u00edas\", afirma M\u00e4urer. A pesar de toda la experiencia adquirida a lo largo de numerosos proyectos, desarrollar un BMS sigue siendo una tarea dif\u00edcil incluso para desarrolladores experimentados: El software es excepcionalmente complejo, lo que plantea varios retos tanto para la ingenier\u00eda como para la gesti\u00f3n del proyecto. Por ello, Porsche Engineering concede gran importancia a un proceso riguroso y transparente. Comienza con la gesti\u00f3n de requisitos, algo a lo que los expertos prestan especial atenci\u00f3n. \"Y no se trata s\u00f3lo de sentar las bases t\u00e9cnicas: aqu\u00ed tambi\u00e9n se decide el curso ulterior del proyecto\", subraya Achim Olpp, jefe de proyecto de Porsche Engineering.<\/p>\n

Comprobaci\u00f3n de las especificaciones <\/strong>
\nLos problemas potenciales deben detectarse y eliminarse comprobando un nuevo pliego de condiciones nada m\u00e1s redactarlo. Olpp se refiere a la \"regla de los diez\". Con cada etapa del desarrollo de software, los costes de rectificaci\u00f3n de errores se multiplican por diez. El esfuerzo que supone aumenta con cada etapa del proceso, ya que hay que comprobar y rehacer el trabajo ya realizado desde el punto en que surgi\u00f3 el error. Los errores posteriores tambi\u00e9n deben \"detectarse\" de nuevo. Esto pone en peligro casi autom\u00e1ticamente lo que a menudo son calendarios ajustados, especialmente en el caso de software que existe en diferentes versiones personalizadas para m\u00faltiples clientes.<\/p>\n

Para evitar este tipo de trabajo adicional, el autor de las especificaciones de requisitos del software, bajo la direcci\u00f3n del ingeniero de requisitos, convoca a todos los participantes en el proyecto para una \"revisi\u00f3n\" de las especificaciones proporcionadas por el cliente. \"Todo el mundo se re\u00fane alrededor de la mesa, incluidos los arquitectos y desarrolladores de software, as\u00ed como los probadores y el cliente\", explica Olpp. \"Es una forma mucho mejor de entender los requisitos que surgen de las especificaciones y de definir las posibles soluciones para las especificaciones de forma m\u00e1s sistem\u00e1tica\". Cuando hay varios clientes, la revisi\u00f3n brinda la oportunidad de armonizar los distintos intereses\". Aunque esto aumenta un poco la carga de trabajo al principio, a la larga supone un importante ahorro de tiempo. La planificaci\u00f3n de los \u00e1mbitos de trabajo se basa en esta s\u00f3lida base. \"Celebramos un taller de capacidad dos semanas antes de cada ciclo de lanzamiento de software para ajustar las necesidades del cliente a los recursos disponibles\", informa Olpp. \"As\u00ed sabemos exactamente qu\u00e9 se puede hacer en el tiempo disponible. Y el cliente puede priorizar los paquetes de trabajo cuando proceda.\"<\/p>\n

Visi\u00f3n clara de las capacidades Una gesti\u00f3n precisa de las capacidades tambi\u00e9n puede ayudar a evitar la temida \"ampliaci\u00f3n del alcance\". Esto ocurre cuando los requisitos de un producto cambian de forma continua y espont\u00e1nea durante su desarrollo, lo que a menudo provoca retrasos. \"Si se identifican claramente las capacidades, tambi\u00e9n se pueden comprender y coordinar mejor los efectos de este tipo de din\u00e1mica de requisitos\", afirma Olpp. Sobre todo cuando se utilizan piezas de arrastre de software para varios modelos y marcas, hay que tener mucho cuidado en este paso. Los alcances mal integrados pueden poner en peligro simult\u00e1neamente varias series de veh\u00edculos debido a la programaci\u00f3n modular. Los arquitectos de software tambi\u00e9n se enfrentan a varios retos durante el desarrollo de BMS. Entre otras cosas, deben tener en cuenta que la qu\u00edmica celular y el dise\u00f1o de las bater\u00edas evolucionan constantemente.<\/p>\n

\"Un sistema de refrigeraci\u00f3n de bater\u00edas modificado influye, entre otras cosas, en la gesti\u00f3n t\u00e9rmica\", explica M\u00e4urer. \"La temperatura de cada una de las celdas de la bater\u00eda no puede determinarse completamente mediante sensores. Por ejemplo, si se utilizan 60 sensores para determinar la temperatura de 200 celdas, la arquitectura del software debe admitir diferentes posiciones de instalaci\u00f3n de los sensores y diferentes conceptos de refrigeraci\u00f3n, como placas de refrigeraci\u00f3n de varios lados.\" Por eso, las funciones de los sistemas de gesti\u00f3n de edificios deben desarrollarse de modo que se adapten f\u00e1cilmente a esos cambios, afirma. En lo que respecta a la arquitectura del software, el uso de piezas de arrastre de software tambi\u00e9n plantea retos adicionales. Hacen falta estructuras modulares que cumplan los requisitos de un veh\u00edculo concreto, pero que no supongan desventajas en otros modelos.<\/p>\n

Adaptaci\u00f3n a los recursos<\/strong>
\nLa fase de desarrollo de software sigue a la definici\u00f3n de la arquitectura del software y tiene como objetivo hacer que las soluciones de predesarrollo sean adecuadas para la producci\u00f3n en serie. Una tarea t\u00edpica, por ejemplo, es adaptar los algoritmos a los recursos limitados en t\u00e9rminos de potencia de procesamiento y capacidad de memoria de las unidades de control de los veh\u00edculos, sin comprometer la calidad de los resultados. \"En el predesarrollo, normalmente s\u00f3lo se controla una c\u00e9lula con sensores; en el veh\u00edculo, hay varias docenas\", dice M\u00e4urer. \"Pero no se puede simplemente ejecutar el algoritmo utilizado para un prototipo docenas de veces seguidas en la producci\u00f3n en serie, porque eso har\u00eda que la potencia de procesamiento necesaria fuera demasiado alta\". Los BEV tambi\u00e9n utilizan muchas funciones innovadoras, por ejemplo para la carga r\u00e1pida. A menudo funcionan al l\u00edmite de lo t\u00e9cnicamente viable en la actualidad. Durante la transici\u00f3n de prototipo a producci\u00f3n, estas funciones deben ser lo suficientemente robustas como para funcionar sin problemas en todas las condiciones. \"En el caso de la carga r\u00e1pida, esto podr\u00eda lograrse implementando algoritmos de control que limiten la corriente de carga en caso de sobrecalentamiento inminente o de sobretensi\u00f3n\", afirma M\u00e4urer.<\/p>\n

Si el cliente tambi\u00e9n persigue una estrategia de transferencia de piezas de software, los desarrolladores tambi\u00e9n deben garantizar un alto grado de adaptabilidad de sus funciones, por ejemplo, para adaptarse a diferentes qu\u00edmicas celulares o conceptos de hardware. \"El desarrollo de software para la producci\u00f3n en serie es un servicio de transferencia para el que Porsche Engineering, entre otros, est\u00e1 especialmente bien preparado\", resume M\u00e4urer. \"Hemos adquirido mucha experiencia en el desarrollo de BMS, desde la competici\u00f3n automovil\u00edstica hasta la producci\u00f3n a gran escala. Nuestras soluciones est\u00e1n presentes en todas las marcas del Grupo Volkswagen, pero tambi\u00e9n en el 919 Hybrid, el ganador de Porsche en Le Mans.\" Adem\u00e1s, Porsche Engineering tambi\u00e9n tiene sus propios conocimientos sobre c\u00e9lulas y bater\u00edas, as\u00ed como experiencia con nuevas tecnolog\u00edas como las redes de 800 voltios en veh\u00edculos. Durante la prueba de m\u00f3dulos, los expertos eval\u00faan por primera vez si el software desarrollado cumple los requisitos. En esta prueba, las unidades m\u00e1s peque\u00f1as de los programas -por ejemplo, para calcular la capacidad residual- se alimentan con valores de entrada definidos. Si los resultados son los esperados, el algoritmo funciona correctamente. En caso contrario, los programadores tienen que modificar el c\u00f3digo del programa. \"Como primer paso de verificaci\u00f3n, la prueba de m\u00f3dulos ofrece muchas posibilidades de ahorrar tiempo y dinero\", afirma M\u00e4urer. \"Despu\u00e9s de todo, cualquier cosa que se encontrara aqu\u00ed requerir\u00eda un esfuerzo significativamente mayor para solucionarlo m\u00e1s adelante en el proyecto\".<\/p>\n

Principio de doble control durante las pruebas<\/strong>
\nEn Porsche Engineering se aplica el principio de control dual para la comprobaci\u00f3n de m\u00f3dulos: La programaci\u00f3n y la comprobaci\u00f3n corren a cargo de empleados diferentes. Al final, se incorpora un representante del control de calidad que, adem\u00e1s del resultado, valida los procesos de desarrollo realizados con anterioridad. De este modo se garantiza que los siguientes pasos del modelo V -integraci\u00f3n, software y pruebas de veh\u00edculos- se basen en una buena base. Al fin y al cabo, el consejo del jefe de proyecto Olpp se aplica a todo el proceso de desarrollo: \"Sin procesos s\u00f3lidos, un proyecto de BMS es como un rascacielos sin cimientos estables\".<\/p>\n

... notas de SP
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