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

• Álvaro Noriega González ^[1] ; Ángel Navarro Rodríguez ^[1] ; Pablo García Fernández ^[1] ; Juan Manuel Guerrero Muñoz ^[1]
  1. [1] Universidad de Oviedo

     Universidad de Oviedo

     Oviedo, España

     
• Localización: Revista iberoamericana de ingeniería mecánica, ISSN 1137-2729, Vol. 28, Nº 2, 2024, págs. 3-13
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • SIMBIKE ELECTRIC, a tool for the simulation of electric racing motorcycles
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  • español

    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 un 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 y del piloto, 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.

  • English

    Electric racing motorcycles are vehicles characterized by high acceleration, high weight and low autonomy. During their design, the aim is to integrate the battery and the powertrain into the motorcycle chassis in such a way that the motorcycle can perform its function optimally from a performance point of view. This design process is simplified because the operating conditions of the motorcycle in a circuit are repeatable and because it is relatively easy to perform a simulation of the motorcycle in such conditions including a simplified thermal model and a simplified electrical model, in addition to the simplified model of the vehicle and rider dynamics, resulting in a simplified multiphysics simulation. To carry out this task, the SIMBIKE ELECTRIC tool has been developed, which allows estimating the overall performance (acceleration, maxi-mum speed, lap time), the energy consumption, the achievable regeneration and the heat generated in the different electrical components and to be evacuated by the cooling systems. This tool allows to simulate different motorcycle designs as well as to adjust different motorcycle tuning parameters (for example, the engine torque curve, the chain transmission ratio, the position of the center of mass,..., etc.) and different track layouts in a simple way. The simulation ob-tained is robust and very efficient, working below real time and facilitating its use in a process of obtaining the optimal configuration for both the design and the tun-ing of the motorcycle. The developed tool has been validated by comparing the calculated performances with those obtained by the electric motorcycle of the University of Oviedo team in the dynamic tests of the Motostudent Electric competition held in 2021 at the Motorland Aragon circuit.