SIMBIKE ELECTRIC, una herramienta para la simulación de motocicletas de competición eléctricas

Abstract

Las motocicletas eléctricas de competición son vehículos que se caracterizan por desarrollar unas elevadas aceleraciones, tener un peso elevado y una autonomía pequeña. Durante su diseño, se busca obtener una integración de la batería y el grupo motopropulsor en el chasis de la motocicleta de manera que esta pueda realizar su función de una manera óptima, desde el punto de vista del rendimiento. Este proceso de diseño se ve simplificado porque las condiciones de operación de la motocicleta en el circuito son repetibles y porque es relativamente sencillo realizar una simulación de la motocicleta en dichas condiciones incluyendo un modelo térmico y un modelo eléctrico simplificados, además del modelo simplificado de la dinámica vehicular, dando lugar a una simulación multifísica simplificada. Para llevar a cabo esta tarea, se ha desarrollado la herramienta SIMBIKE ELECTRIC, la cual permite estimar las prestaciones globales (aceleración, velocidad máxima, tiempo por vuelta), el consumo de energía, la regeneración alcanzable y el calor que se genera en los distintos componentes eléctricos y que hay que evacuar con los sistemas de refrigeración. Esta herramienta permite simular distintos diseños de motocicleta así como ajustar diversos parámetros de puesta a punto de la misma (por ejemplo, la curva de par del motor, el desarrollo escogido para la transmisión, la posición del centro de masas,…, etc ) y distintas trazadas en el circuito de manera sencilla. La simulación obtenida es robusta y muy eficiente, trabajando por debajo de tiempo real y facilitando su uso en un proceso de obtención de la configuración óptima tanto para el diseño como para la puesta a punto de la motocicleta. La herramienta desarrollada se ha validado comparando las prestaciones calculadas con las obtenidas por la motocicleta eléctrica del equipo de la Universidad de Oviedo en las pruebas dinámicas de la competición Motostudent Electric celebrada en 2021 en el circuito de Motorland Aragón.