Detalles de la moto eléctrica Ducati V21L

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Veo anuncios de vez en cuando sobre algo nuevo de EV, y cuando lo busco en Google, cada medio de noticias de EV solo tiene una copia y pega de la misma información una y otra vez. Creo que esta motocicleta en particular es muy interesante, y decidí ver si podía averiguar algunos de los 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. Ganar carreras con tecnología avanzada y… no obtener ganancias vendiendo bicicletas de carretera al público. Entonces, comencemos 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 estaba a la vanguardia de cada nuevo campo de la ingeniería. Justo 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 permitirse un automóvil en ese momento.

En 1949, Ducati comenzó a fabricar motocicletas pequeñas con su propio nombre, y su primer modelo tenía solo 48 cc y obtenía aproximadamente 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 toda 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 dañara su supervivencia, si se veía obligada a declararse en bancarrota. A pesar de su reputación de innovadores, su supervivencia financiera sería un tema recurrente. La asistencia del gobierno los ayudaría a modernizar la fábrica en 1954, y Ducati obtuvo un gran éxito al desarrollar la motocicleta de carreras de 250 cc más rápida en 1964, la «Mach-1». La versión de carretera (Diana Mark 3 Super Sport) podía alcanzar los 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 de Ducati alcanzó su fama por el tren de válvulas «Desmodrómico» que diseñaron y patentaron. Comenzaron a producir motores V-twin de 750 cc con válvulas desmo en 1973. Una forma de obtener más potencia del mismo tamaño de motor 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 generalmente se usa un resorte helicoidal para cerrarla.

El problema es que una vez que el motor alcanza RPM muy altas, es posible que el resorte no devuelva 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.

El bicilíndrico en V de 90 grados refrigerado por aire de Ducati

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. El marco 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 un marco muy fuerte que también era liviano.

A lo largo de los años, Ducati aumentó la cilindrada dando como resultado la famosa 998, también adoptaron la refrigeración líquida e incluso desarrollaron 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 firma 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 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 ser más una compra de vanidad que un negocio inteligente.

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

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¿Porqué ahora?

Hay tres series de carreras eléctricas que están sancionadas por organismos gubernamentales mundiales. La Fórmula E de la FIA, la Extreme E de la FIA y la MotoE de la FIM. Desde el comienzo de la serie MotoE en 2019, Energica ha sido el único proveedor de motocicletas con especificaciones eléctricas. En 2023, Ducati será el proveedor de las motocicletas 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 las motocicletas con especificaciones para la competencia eléctrica 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 esto, y VW es ciertamente lo suficientemente grande como para haber desarrollado el suyo propio. Llevan varios años fabricando coches eléctricos, desde el eGolf de 2013 hasta el avanzado Pikes Peak de 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 pude encontrar del inversor. Cuando encuentre más detalles, los publicaré aquí. El motor aparece como capaz de funcionar hasta 18.000 RPM. Sin duda, es un inrunner, ya que el estator exterior es más fácil de enfriar con líquido. Puede parecer que el enfriamiento por líquido agrega peso y complejidad innecesarios, pero permite picos de amperaje temporales mucho más altos durante la aceleración. Esto permite que la bicicleta 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 de menor peso, porque no solo ayuda a acelerar, también ayuda a frenar y tomar curvas. Hay un cierto punto en la elección de aumentar la potencia donde la potencia adicional no te ayuda a ganar carreras, una vez que comienzas a exceder la tracción del diseño. Los quemados son impresionantes para los fanáticos, pero una vez que la llanta 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 pude encontrar. Ambos están refrigerados por líquido 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 he encontrado 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 noticia es que están usando 806V, lo que permite que el mazo de cables, el inversor y el motor sean más livianos. En sus diseños 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.

Suena bien, pero Zero Motorcycles en EE. UU. ha optado por 103 V/28 S para que el BMS sea más sencillo y fiable. Me han dicho que esta es también 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 su amplio uso de fibra de carbono, para ahorrar peso donde sea posible. De hecho, la carcasa de la batería es un miembro sometido a tensión 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 da unas pocas vueltas. La celda que están usando es la Molicel INR-21700-P45B, que Molicel enumera como 45A provenientes de 4500 mAh 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 aunque las celdas de bolsa plana podrían haber tenido menos espacio de aire desperdiciado entre las celdas, también las habría obligado a tener una forma mucho más cuadrada, y el uso de muchas celdas más pequeñas les permitió tener una forma más personalizada para el paquete.

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

Aun así, he montado una Zero-S y encontré que el par de las ruedas es similar al de una moto deportiva de 600 cc, a pesar de sus modestos 46 CV. Debido a esto, los números de «caballos de fuerza» de cualquier motocicleta eléctrica son engañosamente más bajos que los que se publican para las bicicletas de gasolina. El lugar donde realmente dominan los EV es despegar desde un punto muerto, y tenga en cuenta que el Zero-S tiene 78 pies-libras (106 Nm) de torque. Los gassers no quieren competir de esa manera, porque después de que el semáforo 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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