Experiencia de la F1 da forma a los eléctricos de Ford
- Ford reenfocó su atención en la aplicación real de sistemas de ingeniería en el diseño, el desarrollo de productos, software, la cadena de suministro y la fabricación para reducir el tamaño de la batería de la nueva camioneta eléctrica mediana que está en desarrollo en Ford y garantizar que sea un vehículo con una gran relación calidad-precio.
- Los diseñadores e ingenieros de Ford colaboraron estrechamente con el equipo de aerodinámica de Fórmula 1 para asegurar que este modelo rinda aún mejor.
- Las mejoras del diseño de la nueva camioneta eléctrica significarían casi 80.4 kilómetros, o un 15%, más de autonomía, así como una mejora del 30% a velocidades de autopista en comparación con la camioneta a gasolina más aerodinámicamente eficiente de Estados Unidos.
Por: Saleem Merkt, gerente senior de Aerodinámica de Vehículos Eléctricos Avanzados
Nuestro equipo de aerodinámica pasó gran parte de su carrera enfocado en detalles que pasan desapercibidos. Más de la mitad del equipo de Aerodinámica de Vehículos Eléctricos Avanzados proviene del mundo de la Fórmula 1, donde el aire es el mayor aliado o el enemigo más implacable. Cuando se buscan milésimas en el tiempo de una vuelta, cada curva y cada milímetro importan.
Esa misma búsqueda ayudó a lograr que la eficiencia aerodinámica de la nueva camioneta eléctrica mediana mejorara en un 15% en comparación con cualquier otra pickup del mercado actual, y que en última instancia se traduzca en mayor autonomía y menor costo para los clientes.[1]
Influencia de la F1: fallar rápido, aprender más rápido
Para dar vida a este modelo, Ford no solo buscó inspiración en la industria automotriz: volteó a ver a la pista. Al adaptar un ciclo de desarrollo inspirado en la Fórmula 1, el equipo cambió el enfoque hacia una mentalidad de “fallar rápido, aprender más rápido”.
Históricamente, los túneles de viento se usan al final de un proyecto para validar un diseño, cuando ya hay poco por cambiar. El equipo de aerodinámica le dio la vuelta: usó el túnel de viento como herramienta de desarrollo desde el proceso inicial de diseño, trabajando con la urgencia de un equipo de pits.
Para lograrlo, se usó una construcción modular tipo “LEGO®” para el vehículo de prueba. Esto permitió intercambiar piezas impresas en 3D y mecanizadas —desde protecciones inferiores y frontales, así como la suspensión— en cuestión de minutos. Miles de componentes impresos en 3D fueron probados, incluidas versiones de la suspensión y de las unidades de tracción que no existían aún como prototipos funcionales. Se midieron las fuerzas resultantes en dirección vertical, longitudinal y lateral sobre una banda rodante del tamaño de un auto, hecha de acero de 1.2 mm de espesor, que igualaba la velocidad del aire a 140 km/h.
Como estas piezas impresas en 3D eran precisas dentro de fracciones de milímetro respecto a las simulaciones, fue posible desarrollar una comprensión más profunda y basada en datos de cómo cada detalle impacta la autonomía y la eficiencia en el mundo real.
Piezas impresas en 3D usadas por el equipo para intercambiar componentes rápidamente durante las pruebas.
Este ritmo acelerado permitió perseguir constantemente nuestros “objetivos de recompensas” —las métricas numéricas que usamos para convertir mejoras de eficiencia directamente en ahorro de batería y autonomía estimada—. También ayudó a recopilar los datos necesarios para mejorar las capacidades de simulación en un ciclo virtuoso diseñado para incrementar la capacidad predictiva en dinámica de fluidos computacional.
Pero probar más rápido es solo la mitad de la batalla, también hay que pensar más rápido. Para procesar la enorme avalancha de datos de los arreglos de sensores ampliados, se reconstruyó el conjunto de herramientas digitales aerodinámicas desde cero. Se crearon canales de datos modernizados y visualizaciones personalizadas, generando un flujo de información sin fricciones en todo el equipo de Aerodinámica.
Todos, ya sea en Michigan o en California, podían ver los datos del túnel de viento en tiempo real y compararlos con las simulaciones. Y, a diferencia de la Fórmula 1, no existe una limitación por un reglamento sobre cuánta capacidad de cómputo, cuántas horas o qué tipo de supercomputadora se puede usar.
Estas herramientas digitales hacen más que acelerar: sientan las bases para el diseño futuro impulsado por inteligencia artificial. Permiten identificar exactamente qué cambios pueden tener el mayor impacto en el costo de la batería y la autonomía, ayudando a entender el “por qué” detrás de la física. Al fin y al cabo, el aire es invisible.
1. La superficie virtual
El equipo de Aerodinámica esculpió la línea del techo para desviar cuidadosamente el aire a alta velocidad con un perfil en forma de lágrima que se extiende sobre la caja. Esto crea una “superficie virtual” que permite que el aire pase por encima de la caja de la camioneta por completo. Para el aire, ya no es un camión, sino una silueta elegante y aerodinámica.
2. El espejo de 2.4 kilómetros
La innovación a menudo nace de la simplificación. En lugar de utilizar motores independientes para el ajuste del cristal y el plegado eléctrico, hemos fusionado estas funciones en un único actuador. Ahora que el cuerpo del espejo ya no necesita “espacio de maniobra” interno para que el cristal se mueva de forma independiente, hemos podido reducir el tamaño total de la carcasa en más de un 20 %. Esta reducción habilita una forma más aerodinámica, sumando una autonomía estimada de 2.4 kilómetros. No suena a mucho, pero estas ganancias se acumulan.
3. Atención a los neumáticos
La parte inferior de una camioneta suele ser una pesadilla aerodinámica. Es tratada como si fuera el piso de un auto de carreras, colocando los tornillos a ras del piso en pequeños huecos y diseñando minuciosamente la parte inferior de la carrocería para guiar el aire alrededor de las llantas delanteras y la suspensión. Aunque no se puede eliminar por completo la estela de los neumáticos delanteros, sí se puede controlar directamente la parte trasera, “ocultando” eficazmente las llantas traseras al evitar que abran su propio “agujero” en el viento, con lo que se obtienen 7.2 kilómetros adicionales de autonomía.
La diferencia de 80.4 kilómetros
Este vehículo es un sistema único e integrado. Para cumplir con la autonomía y la accesibilidad para el cliente, la carrocería tenía que esculpirse meticulosamente desde el día uno. ¿El resultado?
Si la misma batería se combinara con la aerodinámica de la camioneta mediana a gasolina aerodinámicamente más eficiente en Estados Unidos, la nueva camioneta eléctrica tendría casi 80.4 kilómetros, o un 15%, más de autonomía, así como una mejora del 30% a velocidades de autopista.2
Ilustración de la eficiencia aerodinámica de la carrocería de la nueva camioneta eléctrica mediana.
El equipo de Aerodinámica está pasando a pruebas en el mundo real en pistas y calles de ciudad para garantizar que cada detalle sea el correcto. Estos hallazgos ayudarán a perfeccionar la producción y a guiar la próxima generación de la Plataforma Universal de Vehículos Eléctricos.
Puede que no veas el aire que Ford ha gestionado, pero sin duda sentirás la diferencia al conducir.
1 Con base en pruebas internas de Ford.
2 Con base en la eficiencia aerodinámica proyectada de la nueva camioneta eléctrica de Ford comparada con una Ford Maverick 2025 y un modelo de la competencia año modelo 2022.
