Desarrollo de un sistema de freno regenerativo para el aumento de autonomía de la moto eléctrica modelo Sakura M500

Abstract

El proyecto tiene como objetivo el desarrollo de un sistema de freno regenerativo acoplado a una moto eléctrica modelo Sakura M500, lo cual busca aumentar su recorrido en kilómetros (autonomía). Se tuvo como base la metodología de VDI 2206 para realizar un conjunto de procesos que conlleva a cumplir los objetivos. Inicialmente se realizó una investigación sobre el funcionamiento, características y rendimiento de la moto eléctrica donde se obtuvo 34.86 Km de autonomía, además se identificó los problemas para definir una lista requerimientos que se ejecutó en el sistema del freno regenerativo. Una vez teniendo la base se procedió con el diseño de detalle, lo cual implicó realizar una simulación en Simulink sobre bloques importantes del circuito a implementar, a su vez se seleccionó y revisó los componentes, tal es el caso del giroscopio y pantalla Oled que unidos fueron programados para mostrar y enviar a la unidad de control el ángulo de inclinación de la moto eléctrica, así también se realizó pruebas experimentales al convertidor elevador para la correcta configuración del voltaje y amperaje capaz de cargar un banco de baterías de 72V, adicionalmente se programa la lógica de funcionamiento en un Arduino Nano, que se encarga de medir y controlar las variables que van a activar el sistema de freno regenerativo. Por consiguiente, se unieron todos los componentes incluyendo elementos de protección de forma modular en un circuito. Luego, se integró el circuito con la moto eléctrica, después se realizó tres pruebas de funcionamiento con freno regenerativo en la misma ruta de la prueba inicial, donde se obtuvo un promedio de 36 Km de recorrido (autonomía), lo cual se traduce en una tasa de ganancia en kilómetros del 4%. Finalmente, se analizaron los resultados.

The aim of the project is the development of a regenerative braking system, this system is attached to a SAKURA M500 model electric motorcycle, this research seeks to increase motorcycle’s distance in kilometers (autonomy). The VDI 2206 methodology was used to carry out a set of procedures that leads to meeting the objectives. Firstly, the research of the current motorcycle’s operation, characteristics and performance was carried out, it was obtained an autonomy of approximately 34.86 km. In addition, some problems were identified to define a list of requirements that will be executed in the regenerative brake system, then it was developed the detailed design, which implies performing a simulation in Simulink about important blocks of the circuit to be implemented, at the same time, the components were selected and reviewed, such as the case of the gyroscope and OLED screen, these together were programmed to show and send the angle of inclination of the electric motorcycle to the control unit, as well as, experimental tests were carried out on the boost converter for the correct configuration of the voltage and amperage capable of charging a 72V battery bank, in addition the operating logic is programmed in an Arduino Nano, this is in charge of measuring and controlling the variables that will activate the regenerative braking system. Consequently, all the components including protection elements are joined in a modular circuit. Then, the circuit was integrated with the electric motorcycle, then three operating tests with regenerative braking were carried out on the same route as the initial test, where an average of 36 km of travel (autonomy) was obtained, which translates into a rate of gain in kilometers of 4%. Finally, the results were analyzed.