Diseño del tren de potencia de una motocicleta eléctrica

Abstract

En este trabajo se desarrollan los pasos y metodologías para el diseño del tren propulsor de una motocicleta eléctrica, partiendo de las especificaciones básicas obtenidas durante el desarrollo de la tarea técnica y usando diferentes conocimientos de ingeniería, en diseño de máquinas, dinámica de vehículos, uso de software como Inventor y Matlab para el cálculo de los diferentes componentes requeridos. Históricamente el desarrollo de vehículos eléctricos se vio frenado durante muchos años por la limitada cantidad de energía que podían almacenar las baterías. Avances en los últimos años en la capacidad de las baterías, y motores de mayor potencia y menor masa, acompañado de la madurez en las tecnologías utilizadas en los mecanismos y cajas de transmisión para motocicletas con motor de combustión interna; pueden ser utilizados en adelantos en las motocicletas de tracción eléctrica. El primer paso es la consecución de la tarea técnica, que consiste en recopilar todas las características principales que deberá tener la motocicleta, especificaciones de dimensiones, uso, usuario objetivo, terreno, entre otros. Para ello se comparan diferentes motocicletas eléctricas y con motor de combustión interna ofertadas en el mercado para los años 2012, 2013 y 2014. Otro punto es la dinámica de tracción de la motocicleta, que consiste en el desarrollo de las ecuaciones de la dinámica de movimiento de un cuerpo, obedeciendo a las leyes de Newton para las especificaciones de movimiento deseadas. Además, con los resultados obtenidos de la dinámica de tracción y la tarea técnica se pueden seleccionar los diferentes componentes que componen el tren de potencia del diseño; como motor, baterías, controlador, cargador de baterías y transmisión. Luego se procede a simular con el uso de Matlab el comportamiento dinámico de la motocicleta, dando resultados como: los valores de aceleración, consumos y autonomías posibles. Finalmente se hacen todos los cálculos de los elementos de la transmisión, se toman las consideraciones de espacio, se calculan los esfuerzos, se seleccionan componentes y se desarrollan los planos de detalle.