Detalles de la moto eléctrica Ducati V21L

Veo anuncios de vez en cuando sobre algo nuevo de EV, y cuando lo busco en Google, cada canal de noticias de EV solo tiene una copia y pega de la misma información una y otra vez. Creo que esta moto en particular es muy interesante, y decidí ver si podía averiguar algunos detalles, y esto es lo que encontré...

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Un repaso a la historia de Ducati

La empresa italiana Ducati es famosa por dos cosas. Gana carreras con tecnología avanzada y... no lucres vendiendo bicicletas de carretera al público. Entonces, empecemos por el principio.

Tienen su sede en la ciudad de Bolonia, en el norte de Italia. Esto les resultó útil, porque una de las cosas por las que Bolonia era famosa era por su universidad. Lo crea o no, la universidad fue fundada en 1088, por lo que estuvo a la vanguardia de todos los nuevos campos de la ingeniería. Poco después de la Primera Guerra Mundial, la familia Ducati formó una pequeña empresa para fabricar componentes de radio. Su fábrica de productos electrónicos finalmente fue destruida en la Segunda Guerra Mundial y para sobrevivir después de la guerra, decidieron comprar pequeños kits de motor de "Cucciolo". [*Puppy] y adjuntarlos a las bicicletas, que se necesitaban desesperadamente ya que muchos europeos no podían pagar un automóvil en ese momento.

En 1949, Ducati comenzó a fabricar motocicletas pequeñas con su propio nombre, siendo su primer modelo de solo 48 cc y alcanzando alrededor de 180 MPG. Muchas regiones no requerían una licencia o registro para un motor tan pequeño y, a pesar de lo populares que eran estas pequeñas motocicletas en Europa en ese momento, la primera Ducati solo podía alcanzar las 40 MPH (64 k/mh). Ducati inmediatamente comenzó a producir un modelo "deportivo" que tenía 60 cc para un poco más de potencia.

Una Ducati 60cc de 1949 del Museo Ducati en Bolonia, Italia

En 1953, Ducati escindió su exitoso negocio de productos electrónicos para que la empresa de motocicletas en apuros no pusiera en peligro su supervivencia si se viera obligada a declararse en quiebra. A pesar de su reputación como innovadores, su supervivencia financiera sería un tema recurrente. La asistencia del gobierno los ayudaría a modernizar la fábrica en 1954, y Ducati disfrutó de un gran éxito en el desarrollo de la motocicleta de carreras de 250 cc más rápida en 1964, la "Mach-1". La versión de carretera (Diana Mark 3 Super Sport) logró alcanzar las 100 MPH con solo 250 cc, y la tendencia en Europa era que los motores más grandes tuvieran un registro más caro, por lo que la clase de 250 cc era muy popular entre los adultos jóvenes.

El nombre Ducati obtuvo su fama del tren de válvulas "Desmodrómico" que diseñaron y patentaron. Comenzaron a producir motores bicilíndricos en V de 750 cc con válvulas desmo en 1973. Una forma de obtener más potencia del motor del mismo tamaño era encontrar una manera de hacerlo funcionar a RPM más altas. Una vez que el tamaño de las válvulas es lo más grande posible (para permitir la mejor respiración posible), una leva abre la válvula, pero normalmente se suele usar un resorte helicoidal para cerrarla.

El problema es que una vez que el motor alcanza RPM demasiado altas, es posible que el resorte no regrese la válvula a la posición cerrada lo suficientemente rápido. El sistema Desmo tiene una leva para abrir la válvula y otra leva para cerrarla, lo que permitió 15 000 RPM mucho más altas en comparación con las 10 000 RPM anteriores.

Ducati bicilíndrico en V refrigerado por aire de 90 grados

La foto de arriba es el tipo de moto deportiva que permitió a Ducati alcanzar la fama mundial. Era un V-twin de 750 cc refrigerado por aire con un espacio de 90 grados. El motor era un miembro estresado del marco, lo que permitía que el marco fuera un poco más liviano. La estructura también usó muchos tubos pequeños en un patrón de celosía, en lugar de usar menos tubos grandes. Esta fue una inspiración tomada de la industria aeronáutica. Este estilo era más costoso de construir, pero resultó en una estructura muy fuerte que también era liviana.

Con los años, Ducati aumentó la cilindrada dando como resultado la famosa 998, también adoptó refrigeración líquida e incluso desarrolló el motor Panagale, que era un V4 de 1103 cc.

Todas estas cosas pulieron el nombre de Ducati por su destreza en ingeniería, pero las ganancias financieras eludieron su balance. Fueron comprados por Cagiva en 1985 y luego por TPG en 1998. En 2005 fue comprado por la empresa italiana Investindustrial Holdings.

En 2012, Ducati fue comprada por Lamborghini, que es propiedad de Audi, que es propiedad de la gran potencia mundial VW. El director gerente de VW en ese momento era Ferdinand Piëch, quien también era un entusiasta de las motocicletas, y muchos comentaristas en ese momento dijeron que la compra parecía más una compra de vanidad que un trato inteligente.

Sin embargo, VW tiene mucho dinero, e incluso si construyeron una fábrica completamente nueva que creó nuevos diseños que no compartían nada con la histórica Ducati, la insignia de Ducati les brinda una motocicleta deportiva en su establo, y creo que Ducati finalmente encontró su hogar. ...

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¿Porque ahora?

Hay tres series de carreras eléctricas que están sancionadas por organismos gubernamentales mundiales. La FIA Formula E, la FIA Extreme E y la FIM MotoE. Desde el inicio de la serie MotoE en 2019, Energica ha sido el único proveedor de motocicletas eléctricas. En 2023, Ducati será el proveedor de las motos de carreras de MotoE. En una carrera de especificaciones, todas las motocicletas son idénticas y la carrera es una prueba para los pilotos.

De 2019 a 2022, Energica fue el proveedor de motocicletas específicas para la competencia eléctrica de MotoE.

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El motor y el inversor

Desafortunadamente, Ducati no ha revelado quién es el proveedor del motor y el controlador. Sospecho que el motor es de Borg Warner y el inversor de Cascadia Motion, pero no tengo evidencia de eso, y VW ciertamente es lo suficientemente grande como para desarrollar el suyo propio. Han estado fabricando autos eléctricos durante varios años, desde el eGolf 2013 hasta el avanzado Pikes Peak 2018. La línea de tiempo de desarrollo rápido me sugirió que usaron un par listo para usar para acelerar el desarrollo.

El motor Ducati V21L

Esta es la única foto que encontré del inversor. Cuando encuentre más detalles, lo publicaré aquí. El motor está catalogado como capaz de operar hasta 18,000 RPM. Sin duda, es un inrunner, ya que el estator exterior es más fácil de enfriar con líquido. Puede parecer que la refrigeración líquida agrega peso y complejidad innecesarios, pero permite amplificadores de pico temporales mucho más altos durante la aceleración. Esto permite que la moto alcance niveles de potencia "X" con el motor más pequeño posible.

Al principio del proceso de diseño, los ingenieros de Ducati redujeron sus opciones a dos diseños. Uno era más pesado pero proporcionaba más potencia, el otro era más ligero pero tenía menos potencia. Eligieron usar la versión más liviana, porque no solo ayuda con la aceleración, sino también con el frenado y las curvas. Hay un cierto punto en la elección de aumentar la potencia en la que la potencia adicional no lo ayuda a ganar carreras una vez que comienza a exceder la fuerza de diseño. Los quemados son asombrosos para los fanáticos, pero una vez que el neumático se suelta, ya no estás acelerando.

El inversor Ducati V21L

Ducati está creando suspenso al tomarse mucho tiempo para revelar fotos y detalles, y las dos fotos de arriba son las mejores que he encontrado. Ambos tienen refrigeración líquida y, sorprendentemente, Ducati ha decidido utilizar dos sistemas de refrigeración separados. Uno para la batería y otro aparte para el motor más el inversor.

El único detalle que encontré sobre el inversor es que dijeron que están usando el último diseño de MOSFET de carburo de silicio.

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La batería

La gran novedad es que están utilizando 806V, lo que permite que el mazo de cables, el inversor y el motor sean más ligeros. En sus proyectos de vehículos eléctricos de calle, Europa se inclina hacia voltajes más altos porque las estaciones de carga públicas están limitadas por la cantidad de amperios disponibles, por lo que los voltios más altos se traducen en tiempos de carga más rápidos.

Eso suena bien, pero Zero Motorcycles en los EE. UU. optó por 103 V/28 S para hacer que el BMS sea más simple y confiable. Me dijeron que esa también es la razón por la que Tesla optó por un rango de 400 V en lugar de usar cerca de 800 V.

Una de las cosas que muestra la caja de la batería es el uso extensivo de fibra de carbono, para ahorrar peso siempre que sea posible. De hecho, la carcasa de la batería es un miembro sometido a esfuerzos del marco, por lo que los miembros restantes del marco de aluminio pueden ser un poco más livianos.

La caja de batería Ducati V21L

Tuve dificultades para encontrar información sobre el sistema eléctrico, y esto es lo que pude desenterrar. El paquete es de 1152 celdas cilíndricas en el formato 21700 (21 mm de diámetro, 70 mm de largo) y está configurado como 192 celdas en serie, con cadenas paralelas que tienen solo 6 celdas (192S/6P). Cuando está completamente cargado a 4,2 V por celda, el voltaje máximo del paquete es de 806 V.

Las especificaciones enumeran la capacidad en 27 Ah para un total de 18kWH, lo que no parece mucho. Sin embargo, la competencia de MotoE solo dura unas pocas vueltas. La celda que están usando es la Molicel INR-21700-P45B, que Molicel enumera como 45A provenientes de 4500mAh cada una, con una resistencia lo suficientemente baja como para tener una tasa de carga de 3C. E-One Moli Energy Ltd tiene una instalación en Maple Ridge, Columbia Británica, Canadá. También tiene una instalación en Taipei, Taiwán.

Sacar 6P x 45A = 270A de seis celdas es mucho pedir, y sospecho que los buses que conectan las celdas son de cobre soldado con láser, posiblemente niquelado para brindar protección contra la corrosión. El equipo de diseño especificó que si bien las celdas de bolsa plana podrían tener menos espacio de aire desperdiciado entre las celdas, esto también las obligaría a tener una forma mucho más cuadrada, y el uso de muchas celdas más pequeñas les permitió tener una forma más personalizada. embalaje.

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La competencia mejora la raza, y creo que eso es algo bueno. Los pilotos de fábrica dijeron que tenían que cambiar un poco su estilo de conducción porque la Ducati eléctrica tenía más par en las ruedas que la versión de gasolina al salir de las curvas, y el par estaba disponible al instante. Sin embargo, no tiene mucho alcance y, por supuesto, las motocicletas de gasolina se pueden repostar rápidamente.

Aun así, conduje una Zero-S y encontré que el par de las ruedas es similar al de una bicicleta deportiva de 600 cc a pesar de sus modestos 46 HP en la lista. Debido a esto, los números de “caballos de fuerza” para cualquier motocicleta eléctrica son engañosamente más bajos que los publicados para las bicicletas de gasolina. El lugar donde los EV realmente dominan es el despegue desde un punto muerto, y tenga en cuenta que el Zero-S tiene 78 ft-lbs (106 Nm) de torque. Los gassers no quieren competir de esa manera, porque después de que la luz se pone verde, por lo general terminan mirando las luces traseras...

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Escrito por Ron/spinningmagnets, agosto de 2022

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