La movilidad ligera eléctrica se refiere a vehículos eléctricos personales de tamaño reducido y peso ligero, diseñados para desplazamientos urbanos. Entre estos vehículos se encuentran patinetes eléctricos, monopatines eléctricos, bicicletas eléctricas y vehículos más pequeños como los scooters eléctricos
La resolución 160 del 2017 del Ministerios de Transporte, define los diferentes tipos de vehículos eléctricos: Motociclo, ciclomotor o Moped : Dos ruedas Motor de combustión interna, eléctrico y/o de cualquier otro tipo de generación de energía Cilindraje no superior a 50 cm' si es de combustión interna ni potencia nominal superior a 4 kW si es eléctrico. Bicicleta con pedaleo asistido: Bicicleta equipada con un motor auxiliar. Potencia nominal continua no superior a 0,35 kW, que actúa como apoyo al esfuerzo muscular del conductor. La potencia deberá disminuir progresivamente conforme se aumente la velocidad del vehículo y se suspenderá cuando el conductor deje de pedalear o el vehículo alcance una velocidad de 25 km/h El peso de una bicicleta asistida no deberá superar los 35 kg.
Tomado de: https://beelectric.co/tienda/motos-eletricas/moto-electrica-starker-thunder-3000w/ Tomado de: https://eracemotorcycles.com/ Tomado de: https://www.elcarrocolombiano.com/dos-ruedas/motos-electricas-niu-m-y-n-sport-caracteristicas-y-precios-en-colombia/ Tomado de: https://www.autecomobility.com/moto-electrica-super-soco-tc1900/p
Tendencia global hacia la electrificación del transporte El crecimiento del mercado de motos eléctricas es parte de una tendencia global hacia la electrificación del transporte. A medida que más países se comprometen a reducir las emisiones y mejorar la calidad del aire, la demanda de vehículos eléctricos está en aumento. Este cambio en la mentalidad de los consumidores y los gobiernos está impulsando la innovación y el desarrollo de nuevas tecnologías que hacen que los vehículos eléctricos sean más accesibles y eficientes. A medida que más personas se familiarizan con las ventajas de las motos eléctricas, es probable que veamos un aumento en la demanda, lo que a su vez impulsará el auge de las motos eléctricas y contribuirá al crecimiento del mercado.
Características de la motos eléctricas: V entaja : Ligera, flexible, maniobrable y segura Velocidad moderada y conducción fácil. Cero emisiones, bajo nivel de ruido, bajo consumo de energía, ahorro de energía y protección del medio ambiente durante los viajes. Baja tasa de fallas, económica y práctica . Menor costo de mantenimiento Menor costo de combustible Desventaja: Poca carga Comodidad de la carga. Kilometraje limitado
Una de las alternativas que han surgido ante los problemas de movilidad en las grandes capitales ha sido el uso de las motocicletas. Estas, con un consumo menor de combustible, más baratas que un automóvil y con la capacidad de recorrer distancias más largas en tiempos más cortos, se han convertido en una oportunidad de crecimiento de esta industria. Motos eléctricas en Colombia
S iguiendo la corriente de la movilidad sostenible (que se deriva de los efectos de las emisiones de gases contaminantes de los motores de combustión), las motocicletas eléctricas han "hecho su aparición en escena" para, de cierta forma, reordenar las dinámicas de adquisición de este método de transporte. Motos eléctricas en Colombia
“Colombia es el segundo mercado más grande de Latinoamérica de estos vehículos después de Brasil”, esto debido a que el Ministerio de Ambiente y el Ministerio de Minas y Energía han gestionado e implementado distintas estrategias gubernamentales que incentivan la compra de este tipo de vehículos, lo que ha provocado que año tras año se vendan más motos eléctricas nuevas, lo que refleja una innegable tendencia de los colombianos por el uso de este tipo de vehículos . Motos eléctricas en Colombia
En algunas ciudades las motos eléctricas están exentas del impuesto vehicular. Descuentos en impuestos de hasta el 60 % en el impuesto automotor para vehículos eléctricos matriculados Tarifas especiales y descuentos en el SOAT para motocicletas eléctricas En algunas ciudades, las motos eléctricas pueden estar exentas de las restricciones de circulación como el pico y placa. Tarifas diferenciadas para el parqueo de motos eléctricas en comparación con las motos a combustión. Incentivos y beneficios
Según lo establecido en el artículo 8 de la Resolución 160 de 2017 del Ministerio de Transporte, los vehículos de tipo ciclomotores, trimotores, con combustión interna o eléctricos de cualquier tipo o generación deben acatar las regulaciones establecidas por las entidades del Estado colombiano. Queda registrada la titularidad del vehículo ante el Instituto de Tránsito El vehículo se puede asegurar por robo y responsabilidad civil En caso de accidente el SOAT cubre al conductor y terceros Es posible hacer el traspaso oficial al vender el vehículo En caso de ser retenida en patios, es posible ubicarla por su placa
hasta 4000 W
El mercado de motocicletas, al igual que el de carros, ya cuenta con su propia división de oferta de eléctricos, sin embargo, esta es aún muy incipiente frente a la participación que ya tienen en automóviles. De acuerdo con Iván García, director de la Cámara de la Industria de Motocicletas de la Andi , las motocicletas eléctricas representa 1% del total del parque de vehículos de dos ruedas en el país . En este segmento, Auteco y AKT lideran.
¿Qué se necesita para tener una moto eléctrica? Aunque estos vehículos no cuentan con el motor de combustión tradicional, tampoco está exentos de cumplir con ciertos requisitos como una matrícula o el Soat para que circulen por las calles y carreteras del país. La resolución 160 de 2017 enuncia que aquellas motos eléctricas con un peso mayor a 35 kilogramos y con una potencia superior a 350 watts deben contar con su matrícula ante la entidad de transporte de cada ciudad, una certificación de la revisión tecnico -mecánica y el Seguro Obligatorio de Accidentes de Tránsito. Por otro lado, los conductores también deben contar con una licencia de tránsito A1 o A2 y con la indumentaria necesaria para la movilidad como un casco y guantes
Ley 2486 de 2025 Congreso de la República de Colombia Fecha de Expedición: 16/07/2025 Fecha de Entrada en Vigencia: 16/07/2025 Por medio de la cual se regula la circulación y se promueve el uso de vehículos eléctricos livianos de movilidad personal urbana, como alternativas de movilidad sostenible
ARTÍCULO 2°. DEFINICIONES. Para la aplicación e interpretación de esta ley ténganse en cuenta las siguientes definiciones: Vehículos eléctricos livianos de movilidad personal urbana: Vehículos asistidos o impulsados por un motor eléctrico, de peso reducido, diseñados para uso individual en entornos urbanos, que cumplen con las características y especificaciones técnicas definidas por el Ministerio de Transporte para circular por la ciclo-infraestructura y las vías permitidas, en los términos de la presente ley. La potencia nominal de estos vehículos no podrá exceder los 1000 W .
En las ferias, exposiciones y actos culturales que se desarrollen dentro de la Semana Nacional de la Movilidad Sostenible de que trata el artículo 18 de la Ley 1811 de 2016 (Por la cual se otorgan incentivos para promover el uso de la bicicleta en el territorio nacional y se modifica el Código Nacional de Tránsito) deberán siempre promoverse el uso de vehículos eléctricos livianos de movilidad personal urbana, como alternativas de movilidad urbana sostenible. considera hacer las modificaciones a que haya lugar, con el propósito de reducir los costos de importación, que esta reducción se traslade al consumidor final y, así, se incentive el uso de estos vehículos, como alternativas de movilidad sostenible. ARTÍCULO 11. PROGRAMAS DE EDUCACIÓN Y CONCIENCIACIÓN SOBRE MOVILIDAD URBANA SOSTENIBLE. El Ministerio de Transporte y la Agencia Nacional de Seguridad Vial, en coordinación con las entidades territoriales, diseñarán e implementarán programas y/o campañas nacionales y locales de educación y concienciación orientados a sensibilizar a los usuarios de vehículos eléctricos livianos de movilidad personal urbana sobre la seguridad vial y las mejores prácticas de conducción, así como a fomentar el respeto y la convivencia entre los diferentes actores viales.
ARTÍCULO 12. INCLUSIÓN DE LOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS LIVIANOS DE MOVILIDAD PERSONAL URBANA EN LOS ESTUDIOS DE SEGURIDAD VIAL. La Agencia Nacional de Seguridad Vial (ANSV), a través de su Dirección del Observatorio Nacional de Seguridad Vial, en el marco de sus funciones de diagnóstico, análisis e investigación en materia de seguridad vial, incluirá dentro de sus informes; estudios, análisis y evaluaciones los datos relacionados con la circulación, siniestralidad y comportamientos viales asociados a los vehículos eléctricos livianos de movilidad personal urbana, con el fin de apoyar el diseño, evaluación y ajuste de las políticas, planes y estrategias de seguridad vial que incluyan a estos actores viales. ARTÍCULO 13. COBERTURA AMBIENTAL A VEHÍCULOS ELÉCTRICOS LIVIANOS DE MOVILIDAD PERSONAL URBANA. El Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, en un plazo máximo de dos (2) años contados a partir de la entrada en vigencia de la presente ley, adoptará las disposiciones normativas y técnicas necesarias para que los vehículos eléctricos livianos de movilidad personal urbana queden expresamente incluidos dentro del alcance de la política y la reglamentación sobre Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RAEE) establecidas en la Ley 1672 de 2013, garantizando la aplicación efectiva del principio de responsabilidad extendida del productor y la gestión posconsumo de sus componentes. ARTÍCULO 14. INCLUSIÓN DE LOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS LIVIANOS DE MOVILIDAD PERSONAL URBANA EN LA PARTIDA ARANCELARIA 87.12 DEL ARTÍCULO 468-1 DEL ESTATUTO TRIBUTARIO. Para efectos de lo previsto en el artículo 468-1 del Estatuto Tributario, entiéndase que los vehículos eléctricos livianos de movilidad personal urbana de que trata la presente ley se encuentran comprendidos en la partida arancelaria 87.12 de dicho artículo, aun cuando esta haga mención expresa únicamente a las bicicletas eléctricas, por cuanto se trata de vehículos del mismo género, con características técnicas equiparables.
Motocicleta eléctrica
Utilizan baterías como energía auxiliar, tiene dos ruedas y puede realizar funciones tales como conducción humana, eléctrica o asistencia eléctrica ( es decir, propulsión eléctrica, impulsión por pedales, tanto energía eléctrica como pedales ) , y es un derivado de la bicicleta. Tiene las características de apariencia de una bicicleta común o ( las características de apariencia de una motocicleta ), que se instala principalmente en la base de una bicicleta o motocicleta común ( cuadro o marco ), como un motor , controlador , batería , ( mango de control de velocidad, freno palanca y otros componentes operativos y sistema de instrumentos de visualización, etc . ) . Utilice el cargador para recargar la batería
Modo de accionamiento: directo, cadena, correa, engranaje . Modo de conducción: totalmente eléctrico, asistido por pedaleo . Tipo de motor: motor de cubo (hub) o rueda , motor de montaje lateral, tipo de eje central . Tipo de alimentación: 24 V , 36 V , 48 V , 60 V . Diámetro de la rueda: 8 , 12 , 16 , 20 , 22 , 26 pulgadas
Componentes de motocicletas eléctricas Controlador Motor Freno Acelerador Batería Cargador
CONTROLADOR Es el sistema computarizado que recibe las órdenes del conductor y supervisa y coordina todo los elementos del sistema de regulación. Sistema que almacena y controla la información electrónica para el funcionamiento de las diferentes partes de la motocicleta . El controlador de la motocicleta eléctrica es un componente clave de la motocicleta eléctrica y se basa en el estado de conducción del vehículo y las instrucciones de entrada del conductor. El motor se controla con precisión para garantizar el funcionamiento seguro y estable del vehículo. La batería también estará protegida contra la sobrecarga y la sobredescarga para prolongar su vida útil .
Función del controlador : La función principal del controlador de la motocicleta eléctrica es controlar la velocidad del motor para realizar la conducción, aceleración, desaceleración y otras funciones del vehículo. Al mismo tiempo, también es responsable de la gestión de la batería para garantizar el funcionamiento normal del vehículo. En concreto, el controlador puede realizar la conversión eficiente de energía a través del control del motor, y mejorar la potencia y la economía. Además, puede proporcionar un control más preciso del vehículo y mejorar la seguridad de la conducción integrando la información de múltiples sensores
Porqué el controlador es el corazón de la motocicletas eléctricas La función del controlador es controlar la velocidad de descarga de la batería, que puede decirse que es la función principal del sistema. Si tiene requisitos de velocidad de conducción, se puede elegir un controlador de motocicleta eléctrica de alta potencia , al mismo tiempo, cuando se conduce, habrá pendientes pronunciadas , y puede ser más fácil elegir un controlador con un gran límite de corriente .
Porqué el controlador es el corazón de la motocicletas eléctricas Un buen controlador de moto eléctrica ahorra el consumo de energía, aumenta la duración de la batería y mejora significativamente la autonomía . En cuanto mayor sea la calidad del controlador de la moto eléctrica, mejor rendimiento, mayor costo.
Porqué el controlador es el corazón de la motocicletas eléctricas Maximiza la potencia de la moto eléctrica Para maximizar la potencia de salida, es necesario controlar adecuadamente parámetros como el voltaje, la corriente y la temperatura . Control de tensión La tensión de salida de la batería afecta directamente a la salida de par del motor. Ajustando el modo de conexión del pack de baterías, la tensión de salida de la batería puede ajustarse con flexibilidad . Durante de la fase de aceleración : El aumento de la tensión de salida de la batería puede aumentar la salida de par del motor y mejorar el rendimiento dinámico del vehículo .
Control actual La magnitud de la corriente determina directamente la potencia de salida del motor. Bajo la premisa de garantizar la seguridad, aumentar adecuadamente la corriente puede mejorar el rendimiento de potencia del motor. Sin embargo, una corriente excesiva puede sobrecalentar el motor y acortar su vida útil. Por lo tanto, es necesario un control preciso de la corriente . Control de la temperatura La batería y el motor de una motocicleta eléctrica generan calor durante su funcionamiento. Una temperatura excesiva provocará el deterioro del rendimiento de la batería y el motor, e incluso puede provocar accidentes de seguridad en casos graves. Por lo tanto, deben tomarse medidas eficaces de disipación del calor, como instalar disipadores de calor, añadir ventiladores, etc., para garantizar el funcionamiento normal del vehículo .
MOTOR T ransformar la energía eléctrica en energía mecánica para mover el vehículo. Están compuestos del rotor y el estator. Además hay una pieza clave, el inversor o controlador, que es la pieza que ajusta la corriente para que pueda ser usada por la unidad de potencia . Está ubicado en el centro de la motocicleta o en la parte posterior de la misma. Es una pieza completamente móvil, esta libre de escobillas y no utiliza ningún tipo de aceite, por lo cual no tiene desgaste mecánico por funcionamiento, reduce fallas y mantenimientos. SEÑAL SENSORES EFECTO HALL SENAL DE TEMPERATURA TERMINALES DEL DEVANADO (tres fases)
Clasificación de los motores De motores eléctricos ( motores ) en vehículos eléctricos son los de CC con escobillas y los de CC sin escobillas . Sin embargo, los motores con escobillas tienen desventajas como baja eficiencia , fácil desgaste de las escobillas , poca confiabilidad y alto nivel de ruido . Ha sido sustituido paulatinamente por motores sin escobillas (brushless ) . Reducir el desgaste mecánico y el ruido.
Clasificación de los motores Los motores que se utilizan actualmente en vehículos eléctricos se pueden dividir en motores enchufables de CC con escobillas y mototambores de CC sin escobillas como productos principales . También hay un módulo de potencia para motocicleta eléctrica (DBX)
CARACTERÍSTICAS DE LOS MOTORES SIN ESCOBILLAS 1. Ahorro de electricidad y energía. 2. Bajo costo de producción. 3. Silencioso, seguro y duradero. 4. Alta precisión, alta eficiencia y alta velocidad. 5. Estructura de rotor especial patentada. 6. Tamaño pequeño, peso ligero y alta potencia de salida. 7. Permite que los vehículos eléctricos tengan mayor torque .
2. Componentes de motocicletas eléctricas Tipo de motores : Según donde van colocados Central , que va instalado en la estructura de la moto. Hub (cubo) , que va conectado a la rueda trasera . Lateral
Los motores hub se integran en el eje de la rueda de la motocicleta o la bicicleta eléctrica, en la rueda delantera o trasera, mientras que los motores centrales se ubican en el eje pedalier . Los motores hub , mueven la motocicleta o la bicicleta de manera aislada, sin necesidad de tracción de cadena, mientras que los motores centrales hacen girar un plato para que a través de una cadena, la rueda trasera se mueva.
Motor Hub Motor central
Lateral
Ventajas de los motores hub Sin mantenimiento. A diferencia de los motores centrales, los motores hub tienen todos sus componentes dentro del mismo compartimento sellado y estanco, lo cual los convierte en un motor más compacto y protegido del desgaste externo . Al ser más simples, el riesgo de fallos o desgaste es mínima. Por su simplicidad técnica implica que su costo sea un 50% más económico que los motores centrales, siendo los más comunes .
Ventajas de los motores hub Mayor durabilidad de la cadena. Al no tirar de la cadena directamente para mover la bicicleta, esta sufre menos tensiones y dura mucho más. Es común que los usuarios motores centrales se quejen de la poca durabilidad de sus cadenas y problemas asociados a las mismas (ruidos, roces…) Instalación más sencilla. Sin engranajes externos ni lubricantes. Mayor compatibilidad. Motor hub traseros o delanteros.
Diagnóstico de fallas del motor de bicicleta/motocicleta eléctrica : La corriente sin carga del motor es grande, pero el funcionamiento es aparentemente normal. Si la corriente sin carga es ligeramente mayor, generalmente se trata de una falla mecánica . La corriente sin carga es mucho mayor . Puede ser que el devanado tenga un cortocircuito local o que se haya averiado el motor . Bajo aislamiento Resistencia óhmica de los devanados diferentes
Diagnóstico de fallas del motor de bicicleta/motocicleta eléctrica: Se acumula demasiado polvo de carbón en la ranura entre los devanados, lo que resulta en una gran resistencia de aislamiento entre las devanados de conmutación. Disminución o desmagnetización del circuito magnético del motor ( acompañada de un aumento de la velocidad en vacío )
La corriente sin carga del motor es alta , la vibración es grande y el ruido es fuerte : La posición está seriamente desviada del centro del campo magnético después de la reparación El sensor Hall del motor CC sin escobillas está dañado o la posición de instalación es incorrecta ; Los devanados del motor y las fases de conexión del controlador no corresponden , etc. La corriente sin carga del motor es alta , la velocidad aumenta pero el ruido de funcionamiento es normal: el circuito magnético del motor Hay un fenómeno de desmagnetización ( a l mismo tiempo, a medida que aumenta la corriente de carga, la velocidad de carga disminuye ) . La corriente de carga del motor es grande: la resistencia del inducido aumenta ( uno o más devanados de cable están abiertos), el circuito magnético del motor tiene desmagnetización. Ruido anormal : ruido mecánico para motores de baja velocidad, puede estar entre el estator y el rotor. Hay objetos extraños ( como papel aislante, láminas magnéticas, rodamientos ) .
2. Mantenimiento de motores : (1) El ruido mecánico aumenta . Si se confirma que es causado por el rodamiento, se debe reemplazar el eje por el mismo modelo. (2) Mantenimiento de los devanados del motor . Limpieza, secado (3) R eemplazo el sensor Hall del motor dañados Identificar con el escaneer, el sensor Hall dañado, retirarlo de la ranura de instalación. Aplicar pegamento en el borde de la ranura e instalar sensor Hall nuevo alineado el centro de la ranura.
Batería Primordial para el funcionamiento del vehículo eléctrico, es la fuente de energía para el desplazamiento y la puesta en marcha de accesorios o componentes adicionales como sensores y luces. En el mercado colombiano se encuentran en más de un 80 % baterías de ácido-plomo y tan solo un 20% baterías en litio, estas últimas permiten sistema de carga rápida, además, de ser un más livianas y con una vida útil superior en comparación con las de ácido - plomo .
Baterías primarias y secundarias Las pilas primarias, están basadas en una reacción química irreversible, y por lo tanto no recargable; constan de un electrodo positivo; una varilla de carbón rodeada por una mezcla de carbono y dióxido de manganeso.
Baterías secundarias Las baterías secundarias producen una reacción química reversible, es decir, después de su utilización pueden volver a cargarse y a utilizarse. La pila secundaria, es la que más se conoce a nivel mundial y es la que más se utiliza
Normatividad : En el campo de las baterías eléctricas se tiene como objetivo que, con especificaciones como aspectos físicos de las baterías como las dimensiones, la polaridad, los terminales, la nomenclatura y las marcas, se pueda realizar una intercambiabilidad y/o remplazo de las mismas . Con los ensayos se establecen las características de rendimiento, como la vida útil o la capacidad, con condiciones de prueba para verificación, definiendo un estándar de calidad y evaluación de las mismas, asegurando la intercambiabilidad eléctrica y física de las baterías.
Voltaje en circuito a bierto ( Voc ) es el voltaje entre los terminales de la batería cuando la batería no está bajo carga . Voltaje t erminal ( Vt ) es el voltaje entre los terminales de la batería cuando se aplica una carga a la batería; normalmente inferior a Voc . Voltaje de corte ( Vco ) es el voltaje especificado por la batería para una descarga completa. Aunque puede haber alguna carga residual, operar la batería por debajo del voltaje Vco puede dañarla . Estado de Carga ( SoC ) : cuantifica la capacidad de batería restante en forma de porcentaje de su capacidad.
Capacidad de la b atería Cantidad de electricidad o energía que puede suministrar una batería. La capacidad se expresa generalmente en Amperios-Hora (Ah). Esta unidad representa la cantidad de electricidad que atraviesa en una hora un conductor por el que circula una corriente continua de 1 A . El Ah se emplea para evaluar la capacidad de una batería, es decir, la cantidad de electricidad que puede almacenar durante la carga y devolver durante la descarga, depende de la cantidad de material activo, el mantenimiento y la operación.
Capacidad nominal de la b atería Es la capacidad de una batería para entregar su corriente. Es una magnitud utilizada para identificar la capacidad de la batería en los datos de placa. Viene referenciada a 8 horas generalmente. No es igual a la capacidad operativa.
Capacidad operativa de la b atería Es la cantidad de electricidad, que una batería es capaz de entregar bajo condiciones específicas declaradas por el fabricante. Cuenta con una temperatura de referencia, generalmente 20-25°C. Tiene una duración específica y está referida a una tensión y temperatura finales. Se debe considerar que siempre está operando a la misma temperatura, esta temperatura está definida por el fabricante y la estimación de cada caso se hace con base en esa temperatura. La capacidad operativa no tiene una relación lineal, es decir, no es lo mismo trabajar una batería durante una hora, que trabajar con ella 4 horas
Curva característica de la batería La batería cuenta con diferentes curvas características dispuestas por el fabricante para proveer la información necesaria. Las curvas se publican con el fin de proveer toda la información para el buen uso de la batería. Curva de descarga: Las curvas de descarga son una forma gráfica de calcular o predecir las condiciones de operación de una batería. La curva de descarga se puede establecer el valor del voltaje final de la batería y el tiempo que tarda en llegar a esa tensión de acuerdo con la corriente de descarga aplicada a la batería. Las curvas de descarga presentan tres variables, la tensión de descarga (esta inicia en un punto por encima de la tensión nominal descrita en la placa de la batería), tiempo de descarga de la batería y el valor de la carga empleada para la descarga según el tiempo necesario. Nota : La capacidad de la batería según el tiempo de descarga y evitar fallos por mal manejo de la prueba, 0,8 Vn
Cuando SoC alcanza cero y Vt alcanza Vco , es posible que aún quede alguna carga en la batería, pero no se puede descargar más la batería sin dañarla y afectar la capacidad futura. Vco Voltaje de descarga completa Vco Durante el proceso de descarga, el voltaje terminal ( Vt ) de la batería disminuye.
Profundidad de Descarga ( DoD ) es el complemento de SoC , que mide el porcentaje de capacidad de la batería que se ha descargado; DoD = 100 – SoC. La vida útil de ciclo es la cantidad de ciclos disponibles que una batería puede experimentar antes de llegar al final de su vida operativa. El Fin de Vida ( EoL ) para una batería se refiere a cuando la batería ya no puede cumplir con sus especificaciones mínimas designadas. El EoL se puede cuantificar de diversas maneras: La degradación de la capacidad se basa en un porcentaje dado de disminución de la capacidad de la batería en comparación con la capacidad nominal en condiciones especificadas. La degradación de la potencia se basa en un porcentaje dado de disminución de la potencia máxima de la batería en comparación con la potencia nominal en condiciones especificadas. El rendimiento de energía cuantifica la cantidad total de energía que se espera que la batería maneje durante su vida útil, como 30MWh, basado en condiciones de operación específicas. El Estado de Salud ( SoH ) mide el porcentaje de vida útil útil que le queda a la batería antes de llegar al EoL .
Curva de descarga Existe otro tipo de curva de descarga, en la cual, la variable ( valor de la carga empleada) no aparece como un valor de carga definido en amperios. Este valor se muestra como un valor acompañado de la letra C (0,5C, 1C, 2C, etc.), En este caso, la batería tendrá un valor de descarga descrito en su capacidad.
El uso de tasas de C más altas reduce la capacidad de la batería y puede dañarla.
Factores considerados en la curva de descarga Las baterías han sido diseñadas para una amplia gama de aplicaciones, ofreciendo diversas características de rendimiento. Por ejemplo, existen al menos seis sistemas químicos básicos de iones de litio (Li-ion), cada uno con su conjunto único de características. Las curvas de descarga generalmente se representan con Vt en el eje Y y SoC (o DoD ) en el eje X . Dado que el rendimiento de la batería está relacionado con varios parámetros como la tasa C y la temperatura de funcionamiento, cada sistema químico de batería tiene una serie de curvas de descarga basadas en conjuntos específicos de parámetros de funcionamiento .
lithium ion manganese oxide battery (LMO)
DE ION-LITIO VENTAJA: Una curva de descarga plana puede simplificar ciertos diseños de aplicaciones porque la voltaje de la batería se mantiene relativamente estable a lo largo de todo el ciclo de descarga . DESVENTAJA: La estimación de la carga restante requiere métodos más complejos, como el conteo de Coulombs , que mide la corriente de descarga de la batería e integra la corriente en el tiempo para estimar la carga restante . A PLOMO ÁCIDO VENTAJA: Una curva inclinada puede simplificar la estimación de la carga restante, ya que la voltaje de la batería está estrechamente correlacionada con la carga restante en la batería . DESVENTAJA: Las baterías con una curva de descarga inclinada experimentan una disminución de la potencia a lo largo de todo el ciclo de descarga. Puede ser necesario sobredimensionar la batería para admitir aplicaciones de alta potencia hacia el final del ciclo de descarga. A menudo se requieren convertidores elevadores para alimentar dispositivos y sistemas sensibles utilizando baterías con curvas de descarga pronunciadas.
Curva características de auto descarga: La auto descarga es un proceso normal debido a la reacción presente entre los distintos materiales que la conforman. Aún si la batería no está conectada a un sistema, irá perdiendo carga, principalmente por factores como la temperatura y el tipo de batería .
Curva de influencia de la temperatura en la capacidad de la batería : E l funcionamiento de una batería a temperaturas elevadas aumenta su capacidad, sin embargo, el funcionamiento a altas temperaturas acorta la vida de la batería si se permite que continúe durante un largo período de tiempo. L as bajas temperaturas disminuyen la capacidad (aumentan la resistencia interna), por lo cual, las baterías que ofrecerían una capacidad de 100% a 40° C por lo general entregarán sólo el 60 % a -20 ° C. La disminución de la capacidad es lineal con la temperatura
El rendimiento puede degradarse significativamente a temperaturas muy bajas. Sin embargo, la curva de descarga de la batería es solo un aspecto del rendimiento de la batería. Por ejemplo, cuanto más se aleja la temperatura de funcionamiento de la batería de la temperatura ambiente (ya sea alta o baja), menor es la vida útil del ciclo.
Curva de profundidad de descarga: Presenta el cambio en la capacidad de la batería según número de ciclos de descarga profunda. De igual manera se puede observar que el nivel de descarga que reciba la batería, definirá el número de ciclos que finalmente realizará . Profundidad de Descarga ( DoD ) es el complemento de SoC , que mide el porcentaje de capacidad de la batería que se ha descargado; DoD = 100 – SoC. La vida útil de ciclo es la cantidad de ciclos disponibles que una batería puede experimentar antes de llegar al final de su vida operativa .
NOMENCLATURA DE LAS BATERÍAS SECUNDARIAS Para el caso de IEC la primera letra de la nomenclatura determina el sistema electroquímico; la segunda letra, la forma; el primer número, el diámetro; y el segundo número, la altura ( Beard , 2019). Las letras las letras L, M y H pueden usarse arbitrariamente para clasificar la capacidad de tasa como baja, media o alta, respectivamente. La última parte de la designación está reservada para dos letras que indican varios arreglos de terminales de lengüeta, como CF—ninguno, HH—terminal en el extremo positivo y pared lateral positiva, o HB—terminales en los extremos positivo y negativo ( Beard , 2019)
NOMENCLATURA DE LAS BATERÍAS SECUNDARIAS
ENSAYOS EN BATERÍAS Voltaje de flotación Voltaje en terminales Curva de descarga Impedancia
ENSAYOS EN BATERÍAS Voltaje de flotación Voltaje en terminales Curva de descarga Impedancia Ensayos de aislamiento
Cargadores AC - DC
Características de carga: L as baterías cuentan con diferentes etapas de carga, las cuales, son esenciales para garantizar la duración de la batería, prolongando su vida útil y reforzando su seguridad. Las etapas de carga de las baterías, son: Bulk : es cuando la batería entra en contacto con la corriente eléctrica y comienza a almacenarla. En esta fase la corriente que pasa a la batería se suministra con la máxima intensidad de corriente. Seguidamente, el voltaje llega a su límite. Para ese entonces, la batería ya ha alcanzado el 90%, aproximadamente, de su carga. Etapa de absorción: lo que ocurre en esta etapa es que la velocidad de carga disminuye hasta que la batería se carga por completo. Sin embargo, la absorción de la corriente de carga se reduce rápidamente. Con esto, se consigue la recuperación de electrolito en caso de que haya sufrido alguna alteración. Si la batería estuvo mucho tiempo descargada por completo antes de suministrarle corriente eléctrica, entonces la etapa de absorción será más larga. Etapa de flotación: se presenta como la última etapa de carga de una batería, la tensión de la batería disminuye y la intensidad de la corriente también disminuye cuando la batería se carga por completo.
CONTROLES Freno , acelerador y marcha atrás. El acelerador es el encargado de arrancar y mantener el control de velocidad. El Freno detiene la motocicleta y la marcha atrás retrocede el vehículo.
MANTENIMIENTO E IDENTIFICACIÓN DE FALLAS EN MOTOS ELÉCTRICAS
En motores HUB 1 . Daños termales por sobrecarga del motor En el caso de sobrecarga del motor (p.ej. por demasiado peso del/de los pasajero(s)), las bobinas del motor se calientan y el aislamiento se degrada sucesivamente hasta que se quema. Eso puede causar cortocircuitos entre los devanados o entre devanado y chasis.
2. Fuerza magnética de los imanes permanentes dentro del motor DC brushless Para desarmar la moto, se necesita mucha fuerza mecánica para quitar la tapa del motor por la fuerza magnética del imán permanente. Entonces, si se quita la tapa bruscamente, o se palanquea se puede dañar el interior del motor ya que se podrían golpear las bobinas, Entonces hay que actuar con mucho cuidado, cuándo se quita la tapa del motor, para que no se cause cortocircuitos entre las fases o las fases y el chasis.
3. Complejo bobinado de devanados Por si se encuentra una bobina en falla, es posible que sea necesario sustituirla. Como las bobinas están instaladas muy fijas dentro del estator y la manera de bobinado es muy compleja, se puede causar más daño al motor durante este proceso.
4. Cambio de llanta y mal diseño de la conexión del motor El cambio de una llanta representa una causa adicional para una falla. Cómo el motor está conectado fijo a la rueda y la conexión del motor es muy corta, se puede dañar este cable del motor muy fácil a través de quitar la rueda Los cables vienen directamente anclados al motor de la llanta, esto es un problema muy común por el motivo de que en llegado caso se pinche la llanta no se podrá hacer un cambio en vista de que dañaría los cables. Se propone separarlo en dos secciones las dos líneas (alimentadoras) que vienen hacia el motor de la llanta y ponerles conectores. Cabe aclarar que los cables de mayor sección son alimentadores de energía y los cables de menor grosor cumplen la función de freno, asistencia y otras opciones.
5. Mala calidad de potencia Anomalías de potencia como desequilibro de voltaje o corriente entre las fases, subvoltaje que exige más sobrecorriente o harmónicas así que picos de transientes de voltaje pueden causar una reducción de eficiencia y calentamiento. Eso puede resultar en cables quemados y cortocircuitos. 6. Vibraciones El motor de un EV también puede fallar por impactos mecánicos del ambiente como vibraciones en superficies inestables y así en el peor caso dañar cables o causar cortocircuitos o soltarse los sensores.
7. Fallo de un sensor Hall El motor también no puede funcionar, si uno de sus sensores Hall tiene una falla. Entonces el controlador no puede energizar las fases correctamente por falta de datos de posición del rotor y por eso el motor no gira fluidamente.
8. Fallo de los rodamientos ( bearing ) El fallo de los rodamientos ( bearing ) también puede resultar en calentamiento de las bobinas y así cortocircuitos que dañan el motor Si los rodamientos ( bearing ) está mal, es posible que el motor trabaja menos eficiente, que resultan más vibraciones y fricción y entonces más calentamiento y daños mecánicos. Entonces es importante comprobar los rodamientos ( bearing ) regularmente.
9. Temperatura de ambiente alta Si la temperatura de ambiente es demasiado alta, las bobinas del motor se calientan lo que afecta la resistencia el consumo de potencia . En el peor caso, eso puede resultar en cortocircuitos causados por cables quemados. Cabe aclarar que si la temperatura del ambiente y luego de la batería es alta, disminuye el rendimiento de la batería. I2 R
10. Error de transmisión del sistema de comunicación CAN Si la transmisión del sistema CAN ( Controller Area Network Bus) está perturbada, p.ej. por interferencia electromagnética, el controlador manda la señal falsa al motor, lo que puede al comportamiento del motor. Cabe aclarar que por eso un controlador dañado en general afecta al motor también. 11. Error de las conexiones Si las conexiones de cable son malas , es posible que la señal de voltaje no llegue de forma correcta al motor y funcione mal.
Freno 1. Falla de la conexión eléctrica del freno Para que el controlador apague el motor cuando el freno se aplica, existe un contacto eléctrico lo cual cierre un circuito y manda una señal al controlador. Si este contacto está perturbado o la conexión está mal, se daña los frenos porque motor y freno trabajan a la vez. 2. Corrosión por uso frecuente La humedad produce corrosión en los contactos eléctricos produciendo sulfatación aislándolos. Desde el punto de vista mecánico, por uso más seguido, el vehículo y sus frenos se degradan y se desgastan los frenos por lo cual una inspección visual frecuente es recomendado.
Acelerador 1 . Golpes mecánicos Por golpes, se puede afectar un cable o el sensor Hall, los cuáles se pueden soltar. 2. Interferencia electromagnética Interferencias magnéticas pueden afectar el comportamiento del sensor Hall y así generar una señal falsa del sensor Hall.
Batería 1 . Uso excesivo de la batería Como todos los tipos de baterías, por procesos químicos se agrada la batería a través de cada carga y descarga más seguida. 2. Control de temperatura En baterías es muy importante que la temperatura de cada celda sea igual. Si una celda se calienta un poco más que las otras, consume más corriente, se calienta más…etc. hasta que se quema. Por eso el control de temperatura de la batería es muy importante. 3. Estado de carga bajo ( SoC ) No se recomienda descargar la batería por debajo del 20%. En esta condición se produce un estado de descarga profunda que reduce su vida útil y su capacidad de recibir carga. . 4 . Impactos mecánicos Golpes o vibraciones, que pueden soltar a los cables o en el peor caso causar un cortocircuito de la batería.
Controlador 1 . Sobrevoltaje y subvoltaje Durante el proceso de carga, se puede presentar sobrevoltajes temporales y caídas subidas de la tensión en la red eléctrica, lo cual produce transitorias en voltaje y corriente. Estos transitorios pueden dañar los componentes del controlador, cómo p.ej. el procesador, el sensor de temperatura, los transistores o el convertidor de voltaje. A causa de subvoltaje , se aumenta el corriente, lo que puede resultar en componentes o cables quemados. 2. Falla de sensores de temperatura Si los sensores de temperatura del motor fallan, y las señales no llegan al controlador, también es posible que el motor se caliente y tome daño.
Controlador 3. Vibración Otra fuente de error del controlador son impactos mecánicos del ambiente como vibraciones en superficies inestables y así en el peor caso soltar componentes del controlador. 4. Temperatura de ambiente A parte de eso, cambios de temperatura rápidos o altas temperaturas en general pueden dañar a componentes sensibles como ICs ( Integrated circuits ) como tal el procesador o sensores.