Etiqueta: eficiencia de combustible

Los vehículos autónomos han sido muy esperados debido a la posibilidad de que reduzcan en gran medida o tal vez eliminen las colisiones que causan más de un millón de muertes cada año. Pero la seguridad no es el único beneficio potencial que pueden ofrecer los autos sin conductor: equipos de investigadores de todo el mundo están demostrando que los vehículos autónomos también pueden conducir de manera más eficiente que los humanos. Un programa del Departamento de Energía de los EE. UU. llamado NEXTCAR (Tecnologías energéticas de próxima generación para vehículos conectados y automatizados en carretera), por ejemplo, apuesta a que una combinación de nuevas tecnologías de vehículos inteligentes puede aumentar la eficiencia de combustible hasta en un 30 por ciento. Como parte del programa NEXTCAR, el Instituto de Investigación del Suroeste (SwRI) con sede en San Antonio, Texas, mostró avances en la tecnología de vehículos autónomos que mejorarán la economía de combustible de los vehículos, incluida la eficiencia de combustible de los automóviles no autónomos que casualmente se encuentran en el tráfico con los autónomos. La demostración se llevó a cabo en la Cumbre de Innovación Energética ARPA-E en Dallas a fines de mayo. Fabricación de un vehículo autónomo eficiente El equipo de SwRI modernizó un Honda Clarity híbrido 2021 con funciones autónomas básicas como percepción y localización. El día de la cumbre, condujeron el vehículo por una ruta que rodeaba el estacionamiento del centro de convenciones donde se celebró la cumbre. El sistema de localización Ranger de SWRI, que los investigadores instalaron en el Honda, tiene una cámara orientada hacia abajo que captura imágenes del suelo. Al mapear inicialmente la superficie de conducción, Ranger puede localizar más tarde el vehículo con una precisión de centímetros, utilizando la «huella dactilar» única del suelo combinada con datos GPS. Esta precisión garantiza que el vehículo se conduzca con un control excepcional. «Es casi como andar sobre raíles», dice Stas Gankov, investigador del grupo de ingeniería de tren motriz de SwRI. Para este proyecto, su grupo colaboró ​​con otras divisiones del instituto, como la división de sistemas de inteligencia, que desarrolló el conjunto de software de autonomía que se agregó al Honda Clarity. Sin embargo, igual de importante fue la adición de un módulo de conducción ecológica, una innovación clave de SwRI. El modo ecológico determina la velocidad de conducción más económica teniendo en cuenta varios factores, como los semáforos y los vehículos circundantes. Este sistema emplea algoritmos de control predictivo para ayudar a resolver un problema de optimización complicado: ¿cómo pueden los automóviles minimizar el consumo de energía y, al mismo tiempo, mantener un flujo de tráfico eficiente? El modo ecológico de SwRI tiene como objetivo reducir la aceleración y desaceleración innecesarias para optimizar el uso de energía sin obstaculizar a otros vehículos. «Los vehículos autónomos que funcionan en modo ecológico influyen en el comportamiento de conducción de todos los automóviles que están detrás de ellos». —Stas Gankov, Southwest Research InstitutePara ilustrar cómo funciona la tecnología, el equipo instaló un semáforo a lo largo del camino de demostración. Gankov dice que un temporizador de semáforo real de un gabinete de semáforos se conectó a una pantalla de televisión, lo que proporcionó una imagen para los asistentes. También se conectó una radio de comunicaciones de corto alcance (DRSC) dedicada, que transmite la información de fase y tiempo de la señal al vehículo. Esta configuración permitió que el vehículo anticipara las acciones del semáforo con mucha más precisión que un conductor humano. Por ejemplo, dice Gankov, si el Honda Clarity se acercaba a una luz roja que estaba a punto de convertirse en verde, sabría que la luz estaba a punto de cambiar y así evitaría desperdiciar energía frenando y luego acelerando nuevamente. Por el contrario, si el automóvil se acercaba a la señal cuando estaba a punto de cambiar de verde a amarillo y luego a rojo, el vehículo soltaría el acelerador y dejaría que la fricción lo frenara hasta detenerse, evitando una aceleración innecesaria en un intento de ganarle a la luz. Estas estrategias de conducción autónoma pueden generar ahorros de energía significativos, lo que beneficia no solo a los propios vehículos autónomos, sino también a todo el ecosistema de tráfico. «En una situación de tráfico normal, los vehículos autónomos que funcionan en modo ecológico influyen en el comportamiento de conducción de todos los automóviles que están detrás de ellos», dice Gankov. “El resultado es que incluso los vehículos con autonomía de nivel 0 consumen combustible de forma más moderada”. Grand Vehicle Energy PlanSwRI ha participado en la iniciativa NEXTCAR desde 2017. La fase inicial del programa involucró a 11 equipos, incluidos SwRI, Michigan Technological University, Ohio State University y University of California Berkeley. SwRI, en colaboración con University of Michigan, se centró en optimizar un Toyota Prius Prime, ya conocido por su eficiencia de combustible, para lograr una mejora del 20 por ciento en el uso de energía a través de algoritmos de optimización y comunicación inalámbrica con su entorno. Esto se logró sin modificar el tren motriz del Toyota ni comprometer sus emisiones. El equipo utilizó la optimización de la división de potencia, equilibrando el uso del motor de gasolina y el sistema de propulsión de la batería para lograr la máxima eficiencia. Basándose en el éxito de la primera fase de NEXTCAR, el programa entró en su segunda fase en 2021, con solo SwRI, UC Berkeley, Michigan Tech y Ohio State restantes. El enfoque de NEXTCAR 2 ha sido determinar cuánta automatización podría mejorar aún más la eficiencia energética. Gankov explica que, si bien la primera fase demostró una mejora del 20 por ciento en la eficiencia energética en comparación con un vehículo modelo 2016 o 2017 sin capacidades de conducción autónoma, mediante la incorporación de la conectividad del vehículo con todo, la segunda fase está explorando el potencial de una mejora adicional del 10 por ciento mediante la incorporación de funciones autónomas. Gankov dice que SwRI inicialmente tenía la intención de asociarse con Honda para la segunda fase de NEXTCAR, pero cuando surgieron problemas de contratación, la organización sin fines de lucro procedió de forma independiente. Utilizando una plataforma de autonomía desarrollada por la división de sistemas de inteligencia de SwRI, el equipo de NEXTCAR equipó al Honda Clarity con lo que equivalía a una autonomía de nivel 4 en una caja. Este sistema de autonomía cuenta con un sistema de conducción por cable, que permite que el vehículo ajuste automáticamente su velocidad y dirección en función de las entradas del conjunto de software de autonomía y el módulo de conducción ecológica. Esto garantiza que el vehículo priorice la seguridad al tiempo que optimiza la eficiencia energética. El empleo de técnicas como la incorporación eficiente a la autopista fueron estrategias clave en su enfoque para aprovechar al máximo cada tanque de combustible o carga de batería. “Por ejemplo, en caso de mucho tráfico en la autopista, es crucial calcular la forma más óptima de incorporarse a la autopista sin afectar negativamente la eficiencia energética de los vehículos que ya circulan por ella”, señaló Gankov. Ahora que NEXTCAR 2 entra en su último año, la demostración en la Cumbre ARPA-E sirvió como testimonio del progreso logrado en la tecnología de vehículos autónomos y su potencial para mejorar drásticamente la eficiencia energética en el transporte. Artículos de su sitio Artículos relacionados en la Web