Fórmulas de estudiantes y proyectos escolares: cómo elegir el grupo motopropulsor eléctrico
Un equipo de Fórmula Estudiante o de Eco-maratón tiene un año para diseñar, fabricar y probar un vehículo, con un equipo que cambia casi por completo cada temporada. El grupo motopropulsor eléctrico, que incluye el motor, el inversor, la batería, es la parte más arriesgada del proyecto: la más cara, la que más atención recibe de los comisarios, y la que causa que más equipos fallen en las inspecciones técnicas. Esta guía ofrece un método para elegirlo.
Lo esencial
- Lo más importante es el reglamento de la competición, que establece la tensión máxima, las protecciones y los controles obligatorios.
- El motor y el inversor se eligen conjuntamente: un inversor debe ser compatible y capaz de controlar el motor seleccionado.
- La batería es, con frecuencia, el componente más pesado y el que más requiere control; su diseño demanda tiempo y cuidado.
- La telemetría ahorra tiempo en cada prueba y transmite el conocimiento al siguiente equipo.
Aquí están las normas
Cada competición publica un reglamento que establece las normas para el sistema de tracción: tensión máxima, aislamiento, desconexiones de emergencia, monitoreo del aislamiento, indicadores de presencia de tensión, protección de la batería. Estas reglas cambian de una temporada a otra. Lea la versión correspondiente al año antes de cualquier diseño, y prepare la documentación que los comisarios puedan solicitar.
El motor
El motor se elige en función del par y la velocidad que el coche necesita en la rueda, teniendo en cuenta la transmisión. Los equipos a menudo dudan entre un motor central con diferencial y varios motores en las ruedas o cerca de las ruedas, que permiten distribuir el par entre las ruedas. La segunda solución es más potente, pero mucho más compleja de desarrollar. Para comprender las tecnologías, consulte nuestras guías sobre la diferencia entre PMSM y BLDC y sobre los motores con imanes interiores.
El inversor
El inversor, que se conoce como controlador en un vehículo de dos ruedas, controla el motor. Debe soportar el voltaje de la batería, proporcionar la corriente necesaria para el par deseado y leer el sensor de posición del motor. Es importante que un equipo elija un inversor cuyo ajuste esté documentado y sea accesible, en lugar de una "caja negra". Para comprender su funcionamiento, consulte nuestras guías sobre la control vectorial (FOC), el regulador de corriente y el desmagnetización.
La batería
La batería es el componente que requiere más trabajo: selección de celdas, ensamblaje, refrigeración, BMS, protecciones, controles. También es el que más pesa. Su capacidad se calcula en función de la prueba más larga, a menudo la de resistencia, con un margen. Consulte nuestras guías para ver la ficha técnica de una celda y sobre el equilibrio mediante el BMS.
La telemetría y el bus CAN
Todos los componentes, como el inversor, el BMS (sistema de gestión de la batería), los sensores, el panel de instrumentos, generalmente se comunican a través de un bus CAN. Registrar estas comunicaciones en cada prueba permite comprender las fallas, ajustar el vehículo y dejar al siguiente equipo datos concretos en lugar de solo recuerdos.
El banco frente a la pista
Validar el motor y el inversor en un banco de pruebas antes de instalarlos en el vehículo puede ahorrar semanas: en el banco, se ajusta el inversor, se mide el par y el calentamiento, sin correr el riesgo de dañar el vehículo. Consulte nuestra guía sobre la medición en banco de pruebas de motor.
Lo que Rage ofrece a las escuelas
Trabajamos con escuelas de ingeniería, equipos estudiantiles y laboratorios: controladores, BMS (sistemas de gestión de baterías), telemetría, pruebas en banco o en circuito. Consulte nuestra página escuelas de ingeniería e investigación. Al igual que los equipos, buscamos un rendimiento medible: nuestro RM-X ostenta el récord mundial de velocidad en patinete, con 173 km/h medidos en circuito.
Consejo para el taller.
Ponga en marcha el sistema de propulsión lo antes posible, incluso en un chasis provisional o en un banco de pruebas. Encender el inversor por primera vez unas semanas antes de la competición no deja margen para corregir ningún problema.
Preguntas frecuentes
¿Es mejor diseñar uno mismo el inversor o comprar uno ya fabricado?
Diseñar un inversor es un proyecto complejo en sí mismo. Para un equipo que está empezando en el campo de la electrónica, un inversor existente y bien documentado permite dedicar tiempo a trabajar en el resto del vehículo.
¿Un motor o varios?
Un solo motor con diferencial es más sencillo de configurar. Múltiples motores permiten distribuir el par entre las ruedas, pero requieren una configuración y un software mucho más complejos.
¿Cómo transmitir el conocimiento al siguiente equipo?
Mediante los datos y la documentación: se registran los resultados de cada prueba, se guardan los ajustes del inversor y se mantienen actualizados los esquemas. Un vehículo sin datos obliga al siguiente equipo a aprender todo desde cero.
¿Puede Rage formar parte de un equipo?
Sí: proporcionamos controladores, sistemas de gestión de baterías (BMS) y telemetría, y podemos realizar pruebas en banco de pruebas o en circuito. Presente su proyecto a través de nuestra página para escuelas.