José Antonio Rodríguez López i Miguel Rico

En el Institut d'Educació Secundària i Profesional de Vilalonga-Sanxenxo(Pontevedra), amb tradició en el àmbit de les energies alternatives, ens vam proposar investigar sobre els vehicles elèctrics, i res millor per a fer-lo que dissenyar i construir-ne un.

Vam establir una base teòrica per a calcular la potència necessària del motor i la capacitat de les bateries, una vegada estimat el pes i establida la autonomia desitjada. Per supost, els resultats d'aquestos càlculs van quedar condicionats al presupost i als mitjans disponibles.

Base teòrica

La potència del motor ha de ser suficient per a arrencar el vehicle en una pendent d'un 10% i accelerar-lo fins a aconseguir una velocitat mantinguda de 2 m/s (7,2 km/h) al cap de 5 segons.

Per a aconseguir açò és necessari establir l'equilibri de forçes en la direcció de marxa del vehicle:

Utilitzem un motor elèctric de corrent continua de 800 wats (a 24V) amb un regulador de velocitat a tiristors, que consisteix en un interruptor electrònic amb el qual regulem el temps de conexió ( tensió mitjana), així doncs, en la regulació no n'hi han pèrdues d'energia com succeeix en el cas d'utilitzar un reostato.

Calcul de la velocitat màxima

Com la resistència aerodinàmica augmenta molt (es multiplica per el cuadrat de la velocitat), estimem les resistències en 150 Nw.

com: P=R*V

llavors: V=800/150=5.3

m/s=19.2 km/h

Calcul de l'autonomia

Per raons de preu i pes escollim una bateria de plom-àcid tipus arranc HD, amb una capacitat de 100 Amperis/hora en 10 hores. Considerant que per a mantindre una vida útil òptima, no es deu d'utilitzar més d'un 30% de la seua capacitat, disposem de 30 AH a 24 V.

Intensitat mitjana estimada consumida

Com A_max=P_max/v = 800/24=33 Amp.

A_mig=20 Amp.

Llavors t=30/20 = 1.5 hores

Per lo qual amb una velocitat de creuer de 15 km/h podem recòrrer 22.5 kilòmetres.

Construcció

Reutilitzem la part davantera d'una motocicleta de desballestament. La resta de la estructura es va realitzar utilitzant perfils d'acer soldat. Inicialment no vam pensar en colocar carrosseria, perquè ens interessa més mesurar les actuacions del prototip.

Escollim tracció davantera per a evitar l'ús d'un diferencial a l'eix traser. La part de disseny mecànic és, doncs, la transmissió per cadena des del motor a la roda motriu, que vam resoldre utilitzant una catalina i un pinyó de motocicleta. Com el  motor aconsegueix unes revolucions màximes de 15000 rpm i utilitzem una roda de 340 mm de diàmetre, per a aconseguir una velocitat màxima abans calculada, la relació de transmissió resulta ser de :

Recorregut per volta de roda motriu: 3.14*D=3.14*0.34=1.06 m

Revolucions per minut de la roda motriu amb velocitat màxima: 5.3*60/1.06=300 rpm

Amb lo qual la relació serà: 1500/300 = 5

Els frens actuen sobre les rodes posteriors ( de bicicleta de trial) mitjançant unes zapates. Després de construit, en les primeres proves tinguerem problemes amb el regulador de rpm (accelerador) degut a la intensitat necessària per a l'arranc.

Corregit aquest problema, pasem a la fase de proves reals: autonomia, velocitat,etc.

Aquesta experiència ens va servir per a mostrar la fiabilitat real d'un vehicle elèctric, la seua senzillesa i per a introduir-nos en el apasionant món dels vehicles alternatius.

Hem d'agrair l'ajuda prestada per : I.E.S.P. Vilalonga, Cerámicas Campo, Concello de Sanxenxo, Hierros Touriño, Hierros Santa Cruz i la inestimable ajuda de  Industrias Metálicas Gerardo Méndez.

J.A.Rodríguez López-Miguel Rico
Buezas-15
Tel.: 986/724244
36969 Sanxenxo (Pontevedra)

17/11/1996

Font:Vehiculos Alternativos Ecológicos, Nº5