El proyecto Helios, que cuenta con financiación de IVACE+i y de la Unión Europea en el marco del Programa Operativo FEDER de la Comunidad Valenciana, refuerza la apuesta por soluciones energéticas híbridas en un segmento -la micromovilidad- que demanda cada vez más autonomía, eficiencia y reducción de emisiones, sin renunciar a ligereza ni prestaciones.
El equipo ha culminado la construcción de un modelo de simulación que permite dimensionar con precisión los componentes del sistema y sentar las bases de los algoritmos de control que gobernarán la electrónica de potencia. En términos prácticos, se trata de definir las ecuaciones que describen cómo fluye la energía y cómo debe gestionarse en cada instante.
"Estamos definiendo las ecuaciones que describen el comportamiento de la electrónica y cómo debe gestionar, en cada momento, el aporte de energía procedente de la batería y de la pila de hidrógeno", explica José Vicente Rocamonde, responsable del proyecto. Esa capa de control será la encargada de decidir, en tiempo real, qué fuente utilizar —batería, pila de hidrógeno o ambas— según las necesidades del vehículo y las condiciones de operación.
Un transformador de potencia optimizado al milímetro
Además del modelo de simulación, el ITE trabaja en el diseño del transformador de potencia, pieza esencial dentro de la electrónica del sistema híbrido. El objetivo es reducir al máximo dimensiones y peso, un factor determinante en movilidad ligera y crítico en el caso de los drones, donde cada gramo influye en la estabilidad y la autonomía de vuelo.
Los primeros resultados apuntan a diferencias notables entre aplicaciones. “El aumento potencial de autonomía en drones es menor que en patinetes, debido a las mayores limitaciones de espacio y peso que impone el dispositivo. Aun así, en ambos casos esperamos incrementos significativos respecto a configuraciones basadas únicamente en baterías de litio”, señala Rocamonde.
Retos distintos para aire y asfalto
El desarrollo del proyecto ha puesto de manifiesto desafíos de integración específicos en cada plataforma. En drones, la principal dificultad reside en las estrictas limitaciones de peso y en la distribución de la masa, que condicionan directamente la capacidad y estabilidad de vuelo. Por ello, el diseño de la electrónica de potencia y el dimensionamiento de la batería y la pila de hidrógeno se están optimizando de forma conjunta, con el fin de garantizar que la integración no comprometa las prestaciones aeronáuticas.
En los patinetes eléctricos, el reto no es tanto el espacio como la dinámica de uso. Las curvas de aceleración y frenada exigen un sistema de control capaz de responder en milisegundos, seleccionando la fuente de energía más adecuada en cada instante para mantener el rendimiento y maximizar la autonomía. La clave está en que el sistema híbrido actúe como un director de orquesta energético: que combine potencia inmediata y suministro sostenido sin que el usuario perciba transición alguna.
Hoja de ruta hacia
La validación del prototipo se estructurará en varias fases. Tras completar el diseño y la fabricación del sistema híbrido, el ITE llevará a cabo una primera campaña de ensayos en laboratorio, en un entorno controlado que permitirá ajustar la electrónica, afinar el modelo de control y optimizar la interacción entre batería y pila de hidrógeno.
Superada esta etapa, el sistema se integrará en un dron y en un patinete reales. Con la colaboración de las empresas participantes, se realizarán vuelos controlados y recorridos establecidos, monitorizando en todo momento el reparto energético entre ambas fuentes y comparando la autonomía obtenida frente a configuraciones convencionales basadas exclusivamente en baterías de litio.
