Design and Simulation of a Vehicle Dynamics Model using OpenModelica

En la era en la que nos encontramos, el mundo del automóvil se dirige inevitablemente hacia la electrificación. Sin embargo, esta transición tecnológica no es sencilla, encontrando muchos obstáculos, tanto técnicos como económicos. Muchas empresas se están reestructurando para enfrentar el nuevo paradigma de movilidad. Es crucial que éstas mantengan los costes dentro de ciertos márgenes mientras desarrollan nuevas tecnologías y soluciones para que puedan tener éxito en el futuro próximo.
Uno de los principales obstáculos con los que se encuentra el vehículo eléctrico es su autonomía, entendida como la distancia que puede recorrer con una sola carga. Las baterías presentan una baja densidad de energía, lo que hace que los vehículos eléctricos sean capaces de recorrer distancias más cortas que los vehículos de combustión tradicionales. Sin embargo, grandes avances se están realizando en este aspecto, existiendo en la actualidad modelos eléctricos con autonomías muy similares sus homónimos de combustión.
Para superar este obstáculo, podemos usar la simulación para probar nuevas soluciones en diferentes escenarios a un coste muy bajo. El objetivo de esta tesis es crear un modelo dinámico de un vehículo (ruedas, suspensión, chasis ...) que, trabajando en conjunto con trenes de potencia eléctricos, nos permita tener una primera aproximación del consumo de energía que tendrán las baterías durante diferentes ciclos de conducción. Este modelo se podrá actualizar con componentes más sofisticados, más representativos del componente al que modelan (propiedades mecánicas, térmicas, eléctricas, etc.), que nos permitan obtener resultados más precisos.

In the era in which we find ourselves, the automotive world is inevitably heading to electrification. However, this technological transition is not easy, encountering many obstacles, both technical and economic. Many companies are restructuring to face the new mobility paradigm. It is crucial that they keep costs within certain margins while developing new technologies and solutions so that they can succeed in the incoming future.
One of the main obstacles the electric vehicle encounters is its range, understood as the distance it can travel on a single charge. Batteries provide low energy density, which makes electric vehicles capable of traveling shorter distances than traditional combustion vehicles. However, great advances are being made in the field, currently existing electric models with very similar ranges compared to their combustion equivalent.
To overcome this obstacle, we can use simulation methods to test new solutions in different scenarios at low costs and time. The objective of this thesis is to create a dynamic model of a vehicle (wheels, suspension, chassis ...) that, working together with electric powertrains, allows us to have a first approximation of the energy consumption that the batteries will have during different driving cycles. This model can be updated with more sophisticated components, more representative of the part they model (mechanical properties, thermal properties, electrical properties, etc.) that allow us to obtain more accurate results.