Elevando Vehículos Eléctricos de Alto Rendimiento: El Poder de la Simulación de Baterías

El McMurtry Spéirling PURE VP1, una versión para clientes del coche récord de Goodwood de la startup, desarrollado usando herramientas de simulación de baterías de About:Energy. (Imagen: McMurtry)

En la era eléctrica actual, la definición de 'alto rendimiento' se está reescribiendo, cortesía de coches deportivos, supercoches e hipercoches eléctricos que superan límites que una vez se consideraban imposibles. Incluso la Fórmula 1, sorprendentemente para muchos, ha abrazado la electrificación integrando sistemas híbridos eléctricos en la cúspide del automovilismo. Cada impresionante tiempo de 0 a 100 km/h o vuelta récord está respaldado por un sistema de batería diseñado con precisión. Cada vez más, esa precisión está impulsada por tecnología de simulación.

Simulación: herramienta revolucionaria en desarrollo de baterías

La simulación en desarrollo de baterías ha surgido como herramienta revolucionaria, equipando a ingenieros con medios para diseñar vehículos eléctricos de alto rendimiento más rápido, eficientemente y a menor coste. Combinando software avanzado con datos electroquímicos precisos, los fabricantes pueden ahora desarrollar y optimizar sistemas de batería en un entorno virtual, conduciendo a menor riesgo, ciclos de desarrollo más cortos y vehículos que llegan a la carretera y la pista antes.

Caso McMurtry Automotive

El trabajo que About:Energy hizo con McMurtry Automotive es un ejemplo de cuán efectiva puede ser la simulación de baterías. Es seguro decir que el experimentado equipo ha aturdido al mundo con su hipercoche Spéirling, logrando 0 a 100 km/h en solo 1.4 segundos durante una carrera récord en el Festival de Velocidad de Goodwood en 2022. Pero más allá del rendimiento titular, la hazaña más impresionante puede ser lo que ocurrió entre bastidores: usando herramientas de simulación de baterías de vanguardia, McMurtry comprimió un proceso de diseño de paquete de baterías de meses en solo unas semanas, representando una reducción de más del 70 por ciento.

Herramientas de modelado avanzado en el laboratorio de About:Energy ayudan a ingenieros a analizar datos de rendimiento de baterías. (Imagen: About:Energy)

Exigencias extremas en EVs de alto rendimiento

EVs de alto rendimiento como el Spéirling deben lidiar con demandas físicas y cargas mayores que vehículos eléctricos más convencionales. Deben soportar aceleración extrema, ciclos rápidos de descarga y recarga y cargas térmicas altas continuas, todas condiciones que ponen inmenso estrés en celdas y sistemas de la batería. Satisfacer esas demandas requiere mayor grado de confianza y precisión en la fase de desarrollo, y la simulación ofrece exactamente eso.

El equipo de ingeniería de McMurtry se propuso construir un sistema de batería que pudiera entregar máxima potencia manteniéndose dentro de límites térmicos y eléctricos seguros. Su objetivo era sincronizar temperatura y estado de carga (SoC) para que ambos se acercaran a sus umbrales operativos al mismo tiempo. Lograr ese delicado equilibrio significaba simular comportamiento térmico y eléctrico temprano en desarrollo, lo cual es importante lograr antes de comprometerse a prototipos costosos. Con simulación, pudieron modelar y refinar comportamiento del sistema bajo estrés, permitiendo rendimiento máximo en pista con tiempo de inactividad mínimo.

La elección de celdas importa

About:Energy trabaja con imágenes esquemáticas en sus simulaciones, como esta de un modelo de paquete de batería. (Imagen: About:Energy)

Uno de los cimientos de este éxito fue su elección de celdas de batería. McMurtry usó Molicel P50B, una celda de alto rendimiento conocida por su rara combinación de alta densidad energética y baja resistencia interna. En aplicaciones de alta potencia, la resistencia interna es un factor crítico, ya que determina cuánto calor se genera cuando la batería se exige al máximo. Muchas celdas de alta capacidad generan demasiado calor para ser viables en contexto de carreras, pero la baja resistencia del P50B lo hizo candidato ideal en esta instancia.

Ingenieros pueden programar modelos de simulación de baterías de About:Energy para optimizar rendimiento. (Imagen: About:Energy)

La simulación permitió a McMurtry integrar el P50B en la arquitectura del coche rápidamente. Ingenieros pudieron probar virtualmente sistemas de refrigeración, vida útil de batería y estrategias de carga sin construir un solo componente físico. Un enfoque virtual-first como ese ayudó a optimizar tanto el paquete de batería como el sistema completo de gestión energética del vehículo.

Precisión de modelos y validación con datos reales

Una simulación es tan buena como los datos que la informan, por lo que la precisión es integral a su éxito. Por eso modelos de batería de alta fidelidad, desarrollados a partir de desmontajes electroquímicos detallados y extensas pruebas reales, son tan valiosos. Estos modelos permiten predicciones precisas de rendimiento de batería bajo amplia gama de condiciones operativas, incluyendo escenarios extremos de 'uso y abuso' típicos en carreras y otros entornos de alto estrés.

El equipo de McMurtry integró estos modelos avanzados en su flujo de trabajo, ejecutando simulaciones detalladas térmicas, de ciclo de vida y rendimiento. La precisión fue tan alta que los resultados podían compararse directamente con datos reales de pista. Este bucle de retroalimentación ajustado permitió refinamiento rápido de diseños de prototipos basado en datos, acortando tiempo de desarrollo y aumentando confianza en el producto final.

Más simulaciones en más lugares

Ingenieros de About:Energy realizan pruebas de ciclos de conducción en baterías para simular rendimiento real de EV. (Imagen: About:Energy)

Aunque la simulación es una herramienta poderosa para desbloquear valor en desarrollo de baterías, sigue infrautilizada en gran parte de la industria. Empresas como McMurtry, con larga historia en automovilismo, han podido aprovechar estas herramientas avanzadas gracias a su profunda experiencia interna. About:Energy está ayudando a cambiar eso. Bajando barreras de entrada y simplificando acceso a modelos de alta fidelidad, empresas en sectores automotriz, aviación, drones y espacio pueden ahora traer simulación a su proceso de desarrollo mucho antes, nivelando el campo de juego y acelerando innovación.

Este cambio importa. La capacidad de explorar un espacio de diseño más amplio en un entorno virtual está transformando la forma en que trabajan los ingenieros. Permite a equipos probar nuevos conceptos, materiales y químicas de celdas sin comprometerse a prototipos físicos. Eso cambia las reglas para empresas más pequeñas y ágiles como McMurtry, que a menudo operan bajo restricciones presupuestarias y de tiempo ajustadas. Las pruebas virtuales les dan capacidad para moverse más rápido, reducir riesgo y competir con fabricantes mucho mayores.

El impacto va mucho más allá de la pista. La simulación de baterías está ayudando a equipos a tomar decisiones más inteligentes sobre carga rápida, gestión térmica y seguridad del sistema. Soporta integración más rápida de nuevos formatos y químicas de celdas, lo cual es crítico en un campo donde los ciclos de innovación solo se aceleran.

Lo que una vez fue una capacidad especializada se está convirtiendo en piedra angular del desarrollo moderno de EV. La simulación entrega velocidad, precisión y flexibilidad — cualidades esenciales para mantenerse competitivo en electrificación avanzada.

Para empresas liderando la carga, la simulación es más que una herramienta. Es un habilitador estratégico, convirtiendo ideas audaces en máquinas de alto rendimiento que están redefiniendo lo que los vehículos eléctricos pueden lograr. A medida que la industria continúa evolucionando, la simulación seguirá siendo una fuerza vital, empoderando a ingenieros para empujar los límites de la tecnología de baterías y traer el futuro más cerca, más rápido.

Kieran O'Regan es Co-Fundador y Director de Crecimiento en About:Energy (Londres, Reino Unido). Para más información, visite aquí.