Diseño y construcción del chasis, suspensión y tren de potencia de una moto eléctrica

dc.contributor.advisorRoa Prada, Sebastiánspa
dc.contributor.authorPabón Villamizar, Danyspa
dc.contributor.cvlacRoa Prada, Sebastián [0000295523]*
dc.contributor.googlescholarRoa Prada, Sebastián [xXcp5HcAAAAJ]*
dc.contributor.orcidRoa Prada, Sebastián [0000-0002-1079-9798]*
dc.contributor.researchgateRoa Prada, Sebastián [Sebastian_Roa-Prada]*
dc.contributor.scopusRoa Prada, Sebastián [24333336800]*
dc.coverage.campusUNAB Campus Bucaramangaspa
dc.coverage.spatialBucaramanga (Santander, Colombia)spa
dc.date.accessioned2020-07-29T03:24:08Z
dc.date.available2020-07-29T03:24:08Z
dc.date.issued2020
dc.degree.nameIngeniero Mecatrónicospa
dc.description.abstractEl problema del transporte en las ciudades es una incomodidad que interviene en nuestro día a día. Los vehículos eléctricos han intentado ser una solución para este problema y también para el problema de la contaminación. Esta huella de carbono que nos están dejando los vehículos de combustión interna nos afecta a millones de personas, es un problema de salud pública que nos afecta de diferentes maneras. Se opta entonces por el desarrollo de una motocicleta eléctrica. Se trabajó con una metodología en V que hacía una retroalimentación en cada punto del diseño y construcción del sistema. Según un análisis de QFD para la exploración de soluciones se decidió construir una moto scooter. Para el diseño como tal se inició con una definición de parámetros generales según la literatura, a la vez se fue haciendo el diseño CAD de la motocicleta y su correspondiente análisis estructural por el método de los elementos finitos. Se plantearon las ecuaciones para el modelo matemático de la suspensión, su simulación y su optimización de parámetros y finalmente llegamos a la parte del rendimiento de la motocicleta donde a partir de una base de datos de los ciclos de conducción pudimos establecer la potencia del motor junto con su controlador y las baterías. En la última sección se procedió a la construcción de la motocicleta y su respectivo análisis de resultados donde se presentan curvas de comportamiento del motor y de la motocicleta, curvas de autonomía para las baterías y una comparación de los resultados teórico y experimental. Finalmente, en los anexos se adjuntaron planos de construcción, planos eléctricos y ecuaciones de los cálculos expresados detalladamente.spa
dc.description.abstractenglishThe problem of Mobility in cities is an inconvenience that intervenes in our day to day. Electric vehicles have tried to be a solution to this problem and to the problem of pollution. This carbon footprint that internal combustion vehicles are leaving us affects millions of people, it is a public health problem that affects us in different ways. Then we decided to develop an electric motorcycle. It was done with a V methodology that gave feedback at each point of the system design and construction. According to a QFD analysis for the exploration of solutions, a motorcycle type scooter was selected. For the design, it was established with a definition of general parameters according to the literature, at the same time the CAD design of the motorcycle was developed and its corresponding structural analysis by the finite element method. The equations for the mathematical model of the suspension, its simulation and its parameter optimization were proposed and finally the part of the motorcycle performance where from a database of driving cycles we could establish the engine power together with its controller and batteries. In the last section we will proceed to the construction of the motorcycle and its respective analysis of results where the behavior curves of the motor and the motorcycle, autonomy curves for the batteries and a comparison of the theoretical and experimental results are presented. Finally, the annexes included construction plans, electrical plans and specifically expressed calculation equations.eng
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.learningmodalityModalidad Presencialspa
dc.description.tableofcontents1. CONTENIDO .................................................................................................... 2 2. TABLA DE ILUSTRACIONES ........................................................................... 4 3. INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 7 4. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................. 10 5. OBJETIVOS .................................................................................................... 11 5.1. GENERAL ................................................................................................ 11 5.2. ESPECÍFICOS ......................................................................................... 11 6. ESTADO DE ARTE......................................................................................... 12 7. Marco conceptual ........................................................................................... 17 7.1. Dinámica .................................................................................................. 17 7.1.1. Equilibrio ............................................................................................ 17 7.1.2. Frenado y aceleración ....................................................................... 18 7.1.3. Activación de la suspensión .............................................................. 18 7.2. Teoría del diseño de máquinas ................................................................ 18 7.2.1. Falla por carga estática ..................................................................... 18 7.2.2. Falla por fatiga ................................................................................... 19 7.2.3. Análisis computacional ...................................................................... 19 7.3. Circuitos de potencia ................................................................................ 21 7.4. Motor eléctrico .......................................................................................... 22 8. Marco teórico .................................................................................................. 24 8.1. Chasis ...................................................................................................... 24 8.1.1. Distancia entre ejes ........................................................................... 25 8.1.2. Excentricidad de la horquilla .............................................................. 25 8.1.3. Ángulo de dirección ........................................................................... 25 8.1.4. Avance ............................................................................................... 26 8.1.5. Centro de gravedad ........................................................................... 26 8.2. Suspensión .............................................................................................. 30 8.2.1. Suspensión delantera ........................................................................ 30 8.2.2. Suspensión trasera ............................................................................ 30 8.3. Tren de potencia ...................................................................................... 32 8.3.1. Motor en Llanta .................................................................................. 32 8.3.2. Motor con transmisión ....................................................................... 33 8.4. Baterías .................................................................................................... 35 9. Aspecto legal .................................................................................................. 38 10. Metodología ................................................................................................. 39 11. Exploración de soluciones ........................................................................... 41 12. DISEÑO, ANALISIS Y SELECCIÓN DE COMPONENTES ......................... 42 12.1. Diseño de chasis ................................................................................... 42 12.2. Análisis estructural ................................................................................ 43 12.2.1. Geometría en COMSOL ................................................................. 43 12.2.2. Aplicar análisis y post procesamiento FEM .................................... 45 12.3. Modelo de la suspensión ...................................................................... 48 12.4. Desempeño ........................................................................................... 54 12.5. Tren de potencia ................................................................................... 58 12.6. SELECCIÓN DE COMPONENTES ...................................................... 59 12.6.1. Motor .............................................................................................. 59 12.7. Diseño CAD .......................................................................................... 64 13. CONSTRUCCION ....................................................................................... 68 14. PRUEBAS Y VALIDACIONES ..................................................................... 73 15. Presupuesto ................................................................................................ 80 16. Conclusiones y observaciones .................................................................... 81 17. Trabajos a futuro ......................................................................................... 82 18. Bibliografía................................................................................................... 83 19. Anexo 1: ...................................................................................................... 86 Ecuaciones para establecer la carga en los elementos estructurales durante un ciclo de conducción ....................................................................................................... 86 20. Anexo 2: Planos de construcción ................................................................ 91 21. Anexo 3 ..................................................................................................... 110 Evidencia de la ausencia de equipos en un CDA para la realización de pruebas de rendimiento.......................................................................................................... 110spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/7096
dc.language.isospaspa
dc.publisher.facultyFacultad Ingenieríaspa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Mecatrónicaspa
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dc.rights.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*
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dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
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dc.subject.keywordsTransporteng
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dc.subject.keywordsAutonomy curveseng
dc.subject.keywordsElectric motorbikeeng
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dc.subject.keywordsElectric motorseng
dc.subject.lembMecatrónicaspa
dc.subject.lembElectrónica de potenciaspa
dc.subject.lembAparatos e instrumentos electrónicosspa
dc.subject.lembMotores eléctricosspa
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dc.titleDiseño y construcción del chasis, suspensión y tren de potencia de una moto eléctricaspa
dc.title.translatedDesign and construction of the chassis, suspension and power train of an electric motorcycleeng
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