Cómo Hyundai Motor y Kia detectan hasta 200 problemas en vehículos antes de que exista un prototipo
Un ingeniero valida las funciones del vehículo y los sistemas de control electrónico utilizando un banco de pruebas a escala real con cableado en el laboratorio NOVA.
Recibí las noticias en tu celular: Canal de WhatsApp Motorpy
A medida que los vehículos se vuelven cada vez más controlados por software, validar cientos de controladores, miles de señales y funciones electrónicas complejas antes del ensamblaje del prototipo es más importante que nunca. En el laboratorio NOVA de Hyundai Motor y Kia, los ingenieros utilizan bancos de prueba de cableado a escala real para identificar posibles problemas en la arquitectura eléctrica de un vehículo incluso antes de que se construya la carrocería.
GENERANDO CONFIANZA EN EL SOFTWARE PARA VEHÍCULOS
Los vehículos modernos no solo funcionan con motores y baterías, sino también con sistemas electrónicos muy complejos.
Un vehículo típico contiene cientos de controladores responsables de la propulsión, el infoentretenimiento, la conectividad, la seguridad y los sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS). Si bien cada controlador puede funcionar correctamente de forma independiente, suelen surgir problemas cuando estos sistemas comienzan a comunicarse y operar conjuntamente. Un solo conflicto de software o un error de comunicación puede afectar a múltiples funciones del vehículo y puede no detectarse hasta las últimas etapas del desarrollo.
Para afrontar este reto, Hyundai Motor y Kia gestionan el Laboratorio NOVA (Laboratorio de Validación y Automatización Abierta de Próxima Generación) en el Centro de Investigación y Desarrollo (I+D) de Namyang . Allí, los ingenieros validan la arquitectura eléctrica completa de un vehículo antes de ensamblar un prototipo físico, lo que ayuda a identificar entre 150 y 200 problemas durante el desarrollo.
CONSTRUIR EL VEHÍCULO ANTES DE QUE EL VEHÍCULO EXISTA.
En el centro del laboratorio NOVA se encuentra el banco de pruebas de vehículos con cables.
No hay carrocería, ni puertas, ni interior. En su lugar, cientos de controladores, mazos de cables y componentes electrónicos están conectados físicamente exactamente como lo estarían dentro de un vehículo de producción. El resultado es un sistema eléctrico y electrónico completo sin el vehículo propiamente dicho.
La validación mediante cableado se introdujo a medida que el software y la electrónica de los vehículos se volvían cada vez más complejos. Las pruebas tradicionales se centraban en controladores y subsistemas individuales, pero los ingenieros necesitaban una forma de evaluar el rendimiento conjunto de todos los sistemas del vehículo antes del ensamblaje del prototipo. Hyundai Motor y Kia introdujeron la validación mediante cableado en 2019 y posteriormente ampliaron el concepto hasta convertirlo en el actual NOVA Lab.
En algunos programas de vehículos, los ingenieros conectan entre 300 y 500 controladores a través de aproximadamente 500 conectores de cableado , lo que crea una de las primeras oportunidades para evaluar la arquitectura electrónica completa de un vehículo.
Un ingeniero valida las funciones del vehículo y los sistemas de control electrónico utilizando un banco de pruebas a escala real con cableado en el laboratorio NOVA.
VALIDACIÓN DE CIENTOS DE CONTROLADORES COMO UN SOLO SISTEMA
El laboratorio NOVA evalúa cuatro áreas clave: integridad del circuito eléctrico, comunicación entre los controladores del vehículo, rendimiento funcional y respuesta del sistema de diagnóstico. Los ingenieros verifican no solo que los controladores puedan intercambiar información, sino también que las señales se transmitan correctamente, se entreguen en el momento preciso y se gestionen adecuadamente cuando se produzcan fallos.
Las pruebas iniciales de desarrollo suelen revelar fallos de comunicación, conflictos lógicos, consumo de energía anómalo y otros problemas a nivel de sistema que pueden ser difíciles de identificar mediante pruebas a nivel de componentes únicamente. Resolver estos problemas antes de la construcción del prototipo contribuye a mejorar la madurez del software y la eficiencia del desarrollo.
SIMULANDO LA CARRETERA ANTES DE LA PRUEBA DE CONDUCCIÓN
Dado que un vehículo de cable no tiene una carrocería física, NOVA Lab utiliza tecnologías de simulación avanzadas para recrear las condiciones de funcionamiento del mundo real.
Un dinamómetro de rueda de torsión patentado que combina una unidad de carga de transmisión desarrollada por Hyundai Motor y Kia con un dinamómetro compacto.
El prototipo utiliza un dinamómetro de rueda de torsión patentado que combina una unidad de carga de transmisión desarrollada por Hyundai Motor y Kia con un dinamómetro compacto. Este sistema permite a los ingenieros simular el comportamiento del vehículo bajo aceleración, desaceleración y diferentes cargas de conducción, lo que ayuda a validar las funciones dependientes de la velocidad antes de que el prototipo salga a la carretera.
UN ENTORNO VIRTUAL PARA LA VALIDACIÓN DE SISTEMAS AVANZADOS DE ASISTENCIA AL CONDUCTOR (ADAS)
Una de las capacidades más avanzadas de NOVA Lab es su entorno de simulación ADAS (Sistemas Avanzados de Asistencia al Consumidor).
Mediante tecnologías de simulación en tiempo real (HIL), se calculan el comportamiento del vehículo y los estados de comunicación. Se proyectan imágenes virtuales de la carretera en las cámaras del vehículo, mientras que los simuladores de objetivos de radar (RTS) generan objetivos de tráfico sintéticos para los sensores de radar. En conjunto, estas tecnologías crean un entorno de conducción virtual sin necesidad de un prototipo físico del vehículo.
Los ingenieros pueden validar funciones como el control de crucero adaptativo (SCC), la alerta de colisión en el punto ciego (BCW), el asistente de seguimiento de carril (LFA), el asistente de mantenimiento de carril (LKA) y el asistente de prevención de colisiones frontales (FCA) antes de que el vehículo llegue a un circuito de pruebas. En efecto, el vehículo puede “ver” una carretera virtual y reaccionar al tráfico virtual mucho antes de enfrentarse a condiciones reales.
Un ingeniero valida las funciones del vehículo y los sistemas de control electrónico utilizando un banco de pruebas a escala real con cableado en el laboratorio NOVA.
PREPARÁNDOSE PARA LA ERA DE SDV
A medida que Hyundai Motor y Kia continúan su transición hacia los vehículos definidos por software (SDV), las arquitecturas de los vehículos se están centralizando y volviendo cada vez más dependientes del software. Las redes de los vehículos están evolucionando desde la comunicación basada en CAN hacia Ethernet de alta velocidad, mientras que los sistemas eléctricos se están expandiendo más allá de las arquitecturas convencionales de 12 V hacia sistemas de próxima generación de 48 V.
Para respaldar estos cambios, NOVA Lab ha ampliado sus capacidades de validación para incluir entornos de comunicación basados en Ethernet, sistemas de alimentación de 48 V y equipos de suministro de energía integrados capaces de reproducir condiciones eléctricas de baja y alta tensión, así como otras condiciones reales. El laboratorio también admite la validación de actualizaciones de software inalámbricas (OTA) y está explorando tecnologías asistidas por IA capaces de identificar anomalías a partir de datos de vehículos recopilados continuamente.
NOVA Lab también apoya la validación de futuras plataformas de robotaxis. Dado que los sistemas de movilidad autónoma deben operar sin conductor humano, funciones críticas como el frenado y la dirección requieren arquitecturas de control redundantes capaces de mantener un funcionamiento seguro incluso si falla un controlador. Las instalaciones sirven como plataforma de validación para estas estrategias de redundancia, así como para sistemas de ciberseguridad mejorados diseñados para vehículos autónomos de próxima generación.
«Los vehículos definidos por software están diseñados para ofrecer una mayor comodidad a los clientes de forma continua mediante tecnologías como las actualizaciones inalámbricas», afirmó Sang Yeon Kim, ingeniero sénior de investigación del equipo de desarrollo de control electrónico del piloto. «Nuestro objetivo en NOVA Lab es mejorar la calidad del software desde las primeras etapas del desarrollo para que los clientes solo experimenten los beneficios de un vehículo en constante evolución, y no las interrupciones que pueden derivarse de problemas de calidad».
EL PANORAMA GENERAL
Cada instalación que aparece en esta serie aborda un desafío diferente dentro del desarrollo de vehículos modernos, pero todas comparten el mismo objetivo: resolver los problemas digitalmente antes de resolverlos físicamente.
El simulador de conducción reduce la necesidad de realizar extensas pruebas físicas. El centro de medición digital transforma la calidad dimensional en datos medibles. El centro de soluciones de fabricación aditiva acelera el diseño y la producción de piezas. Mientras tanto, el laboratorio NOVA valida el sistema nervioso eléctrico de un vehículo antes incluso de que este exista.
En conjunto, estas instalaciones demuestran cómo Hyundai Motor y Kia están transformando el desarrollo de vehículos, pasando de un proceso intensivo en prototipos a un ecosistema de ingeniería digital. A medida que la industria avanza hacia vehículos definidos por software, esta combinación de simulación, medición, fabricación aditiva y validación de sistemas está contribuyendo a acelerar la innovación y a fortalecer la calidad desde las primeras etapas del desarrollo.