Aceleracion

     Hoy en día gracias a los ordenadores y a programas como el Matlab es fácil predecir y simular las prestaciones de cualquier moto que estemos diseñando. Esto nos permite ver si estamos muy lejos de las prestaciones objetivo y de si estas son realmente alcanzables. También nos ayuda a descubrir de forma rápida y barata que cambios tenemos que hacer en el diseño para optimizarlo y como le afectan.

     Cuando hablamos de prestaciones en una motocicleta eléctrica quizás los dos puntos más determinantes son la aceleración y el alcance. En este post nos centraremos en el primero de ellos.

     Para poder simular la aceleración de una moto lo primero que debemos establecer es el “Esfuerzo de Tracción Total”.  El esfuerzo tractor es la fuerza, transmitida al suelo a través de la rueda trasera, que consigue impulsar a la moto hacia adelante. Esta fuerza tiene que cumplir lo siguiente:

     -Superar la resistencia a la rodadura.

     -Superar la resistencia aerodinámica.

     -Proporcionar la fuerza suficiente para superar una pendiente.

     -Y acelerar el vehículo si la velocidad no es constante.

     Por lo tanto la Fuerza Tractora será:

      Al simular la aceleración en llano Fhc=0.

     Con el Esfuerzo de Tracción calculado y sabiendo la relación de cambio (piñón-corona) usada para transmitir la potencia a la rueda, sólo nos quedaría calcular la ecuación que relaciona el par del motor con las rpm para poder modelar la aceleración.

     Una cosa que tenemos que tener en cuenta es que aunque en un vehículo con motor de combustión interna la aceleración se simula a máxima potencia o con el acelerador “gas a fondo”, en los vehículos eléctricos se hace a par máximo.

     En la siguiente gráfica (hacer click sobre ella para ampliarla) podemos ver simuladas las aceleraciones de nuestra moto para diferentes intensidades de corriente I. Aunque no hay un estándar para medir la aceleración de un vehículo, el dato más típico que se suele dar es el tiempo que el vehículo tarda en alcanzar los 100km/h. En nuestro caso y para una corriente de 400A tenemos que la aceleración de 0-100km/h es de 9,2 segundos. El 0 a 50 km/h lo hará en 4,1 segundos.

     Como ya hemos dicho, aunque la corriente máxima que se le puede suministrar al motor de forma contínua es de 200-230A, durante periodos de tiempo no superiores a 30 segundos se le puede llegar a suministrar 400A. Como vemos, el tiempo que la moto tarda en pasar de 0 a 100km/h con una corriente de 400A no llega a los 10 segundos por lo que no hay peligro de que el motor se sobrecaliente.

     Para estas simulaciones hemos elegido una relación de cambio de G=4.67 (velocidad máxima 121km/h) que corresponde a un piñón de 12 dientes y una corona de 56. También se ha puesto de referencia la aceleración de la moto con una relación de cambio más corta (G=5.67 68/12 dientes) representada con la línea gris. Con ella haríamos los 0 a 100km/h en 7,5 segundos pero nos tendríamos que conformar con una velocidad máxima en torno a 100 que es demasiado justa para autopista.

     Si comparamos estos datos con los de la moto eléctrica Brammo Enertia, que se muestran a continuación, podemos ver que aunque conseguimos una aceleración prácticamente igual en los primeros segundos, la superamos ampliamente a alta velocidad. Este dato tiene todavía más valor si tenemos en cuenta que la velocidad máxima de la Enertia es de 90-95km/h mientras que la de nuestra moto se va a situar en torno a los 120 km/h.

Aceleración 0-48km/h 0-64km/h 0-96km/h
Brammo Enertia* 4 s 6 s 14 s
Dechaves EMoto** 4 s 5.4 s 8.7 s

*Brammo Enertia en versión prototipo con un peso de 127kg (145kg en la versión definitiva) asumiendo suelo llano, sin viento, con un piloto de 85 kg.

** Dechaves EMoto con un peso de 140kg, asumiendo suelo llano, sin viento, con un piloto de 70 kg.

     Si por otro lado comparamos estas aceleraciones con la de otras motos con motor de CI (KTM Duke 690: aceleración 0-100km/h en 4,6 segundos, Aprilia RS125: 7 segundos)  vemos que las prestaciones son muy inferiores pero aun así son más que suficientes como para movernos con total seguridad y soltura entre el tráfico.

     Si comparamos estos valores de aceleración con los de algunos coches representativos del mercado español vemos que las prestaciones de la moto salen bastante bien paradaso:

Modelo de coche Aceleración 0-100km/h (s)

SKODA Octavia 2010 1.9 TDI

SEAT Leon 2010 1.6 MPI 102 CV

SEAT Leon 2010 1.8 TSI 160 CV / DSG Style

SKODA Octavia 2010 2.0 TDI DSG 140 Cv

SEAT Leon 2010 2.0 TDI 140 CV Style / DSG

DeChaves MotoE

SKODA Octavia 2010 RS  2.0 Tdi 170 cv

SEAT Leon 2010 2.0 TSI FR 211 CV

11,8

11,7

9,9

9,6

9,3

9,2

8,5

6,9

     También se han creado dos gráficas más en las que se muestra la distancia recorrida y la aceleración en G’s (1G=9,81 m/s²) en función del tiempo. El salto que vemos en la gráfica de la aceleración tanto para I=400A como para I=300A coincide con el momento en que la moto alcanza la velocidad máxima (121km/h) y por lo tanto deja de acelerar.

    

Por último, en esta otra gráfica vemos la importancia que tiene el peso de la moto en sus prestaciones. 20 kg más de peso supone perder casi un segundo al acelerar de 0 a 100km/h. Nosotros hemos estimado unos 140 kg de peso para la moto aunque se intentará reducir esta cifra lo máximo posible.