Coches eléctricos urbanos, modulares y ligeros

Las actividades del proyecto EVOLUTION (The Electric Vehicle revOLUTION enabled by advanced materials highly hybridized into lightweight components for easy integration and dismantling providing a reduced life cycle cost logic) toman como referencia el concepto del automóvil Pininfarina Nido. El concepto ya existente de carrocería en bruto (Body in White, BiW) se ha revisado completamente a través de una estrategia de diseño que apunta a la reducción de la cantidad de piezas y al empleo de tecnologías innovadoras de obtención de materiales ligeros.

El arquetipo seleccionado para la carrocería, de celda central, representa un estándar consolidado que tiene en consideración la lógica del proceso de montaje, de cara a poder cambiar fácilmente de volúmenes de producción reducidos a grandes series. Básicamente, la celda posee una función estructural mientras el extremo frontal se dimensiona para absorber energía en caso de colisión frontal y el extremo posterior se concibe en forma modular, lo cual permite transformarlo en versión furgoneta o camioneta.

Las tecnologías del aluminio que se han tenido en cuenta y aplicado a aleaciones tipo Al 5xxx, 6xxx y 7xxx permiten fabricar piezas con geometrías complejas y espesores reducidos, así como ensamblarlas para configurar elementos singulares. Además, permiten procesar un elemento mediante una operación única y a espesores variables.

Una técnica de fundición con moldes de arena en verde permite unir por moldeo conjunto elementos distintos, obtenidos a partir de procesos productivos diferentes.

Cabe esperar una reducción de costes y simplificación del proceso considerables en términos de tiempo y ensamblaje; las tecnologías actuales, basadas en los moldes tradicionales, no ofrecen tal posibilidad.

Se ha hibridado la carrocería en bruto en cierta zona del chasis con un material compuesto a base de poliamida (PA) reforzada con fibra de vidrio (FV). Dicho material se ha obtenido mejorando los materiales existentes y desarrollando un proceso productivo adecuado para escalarlo a los requisitos comerciales, todo ello basado en un método avanzado de termoconformado de plancha e inyección tridimensional (proceso CaproCAST).

Unos nanocompuestos de polipropileno (NPC) novedosos a base de silicatos en capas y fibras de vidrio han demostrado poseer una tenacidad y rigidez superiores; por ello se han seleccionado para los demostradores de la barra transversal antiempotramiento y de las puertas laterales. Se están explorando espumas de poliuretano a base de polímeros reciclados para emplearlas como material absorbente de energía de impacto, aplicadas en forma de relleno en secciones de la barra transversal.

Se han considerado adhesivos estructurales epoxi para unir las piezas de la carrocería en bruto y se ha reducido el número de puntos de soldadura; en ciertas zonas los puntos de soldadura se han utilizado únicamente para la sujeción de las piezas durante la polimerización.

Además de los resultados indicados, el peso actual de la carrocería en bruto es de 115 kg, frente a los 160 kg del automóvil base. Un análisis por elementos finitos realizado sobre el vehículo completo virtual revela un buen comportamiento estructural, teniendo en cuenta las normas europeas de ensayos de colisión para homologación y el comportamiento estático y dinámico en general.

La arquitectura innovadora y la integración de materiales ligeros garantizarán la preservación de la competitividad europea frente a las industrias automovilísticas asiática y estadounidense.