Más allá del petróleo

La industria del automóvil está cambiando rápidamente debido a la influencia de las políticas sobre cambio climático, el agotamiento de las reservas de combustibles fósiles y también a las nuevas demandas de los conductores, que orientan su interés hacia vehículos de cero emisiones. Existe una gran competencia para posicionarse en este nuevo mercado ‘post-petróleo’, con algunos países y regiones liderando el desarrollo de baterías y tecnologías fuel cell.

Las pilas de combustible convierten hidrógeno ?u otros compuestos derivados? en electricidad, mediante una reacción electroquímica en lugar de una combustión. Esto permite que no emitan prácticamente contaminación por el escape (llegando a producir tan solo vapor de agua), lo que las convierte en una alternativa ideal a los motores de combustión. Durante las dos ultimas décadas AVL ha estado trabajando en el desarrollo esta tecnología, así como en sus medios de ensayo y simulación.

Aplicaciones (no sólo) en automóviles
AVL está desarrollando sistemas de tracción basados en pilas de combustible, pero también sistemas de generación portátiles y estacionarios. Las dos principales tecnologías en uso son la de membrana de intercambio de protones (PEMFC) y la de óxido sólido (SOFC).

Las de tipo PEMFC son ideales para sistemas de tracción en vehículos, ya que permiten grandes autonomías y tiempos de repostaje cortos. Los sistemas PEMFC de AVL desarrollan una elevada eficiencia y alta densidad de energía, acompañadas de sistemas de diagnosis embarcados que permiten prolongar la vida útil de las celdas reduciendo costes. Entre los servicios que ofrece AVL se encuentran la ingeniería y desarrollo del sistema de generación de electricidad (celda-pila), el apartado de tracción mecánica (motor-inversor), la integración del sistema en su conjunto, el diseño y puesta a punto del software de control, la fabricación de prototipos y el conjunto de ensayos de desarrollo y validación.

Respecto a la tecnología SOFC, tiene diferentes ventajas, pero igualmente valiosas. Es ideal para generación de electricidad en sistemas portátiles de una manera fiable y limpia. Los sistemas SOFC de AVL pueden repostar combustibles convencionales, tales como gasoil, gasolina, etanol y gas natural (comprimido o licuado), así como futuros biocombustibles procedentes de fuentes renovables. Respecto a su respuesta dinámica, si bien es más lenta que la de los PEMFC, sin embargo, la hace ideal para aplicaciones estacionarias, tales como prolongadores de autonomía en vehículos eléctricos, fuentes de alimentación auxiliares (AP), generadores de back-up o para usos marítimos o de transporte pesado. AVL ofrece tanto el desarrollo de sus componentes internos como el diseño e integración del sistema, incluyendo su control y calibración.

Ensayando el futuro
Las pilas de combustible, al contrario que las baterías, requieren de subsistemas que gestionen la entrada de aire, combustible y refrigerante como si fueran motores de combustión interna. A este conjunto se le denomina Balance-of-Plant (BoP). La mayor diferencia, sin embargo, es que una pila de combustible requiere un gran conjunto de herramientas de diagnosis, en las cuales AVL posee una dilatada experiencia que proviene de las décadas de trabajo en bancos de ensayos. Gracias al saber hacer de su compañía asociada Greenlight Innovations, AVL puede integrar sin problemas la tecnología fuel cell en las infraestructuras de ensayo existentes en la industria.

El banco de ensayos dedicado para fuel cell tiene un papel esencial en estos desarrollos. Su importancia es equivalente a la de un banco motor en la industria actual. La solución de AVL permite ensayar todo el espectro de características demandadas en el desarrollo, tales como integración, calibración, rendimiento, fiabilidad, diagnosis, emisiones, seguridad, NVH, EMC y muchas otras más.

AVL ha creado herramientas de simulación que permiten lleva a cabo el desarrollo y optimización tanto de PEMFC como de SOFC, incluyendo todos sus componentes periféricos. La colaboración con fabricantes y proveedores de la industria del automóvil ha permitido a AVL modelar y ensayar diferentes aplicaciones de la tecnología fuel cell en todas las etapas del desarrollo, desde el diseño conceptual hasta la validación del sistema. Esto permite lograr los objetivos marcados en rendimiento y fiabilidad al tiempo que se reduce el coste, plazo y complejidad.