Como decíamos, la autonomía de tu patinete va a depender de varios factores. Su cálculo, por tanto, dependerá de cada ocasión, y será distinta cada vez que lo uses.
Para calcular la autonomía de un patinete eléctrico vamos a tener en cuenta lo siguiente:
- El peso total a desplazar (patinete + usuario)
- La velocidad a la que vamos
- El % de desnivel del asfalto
Pongamos que tenemos un patinete de 15kg, una persona de 75kg (en total serían 90kg), y que queremos ir a 25km/h (el máximo permitido) en una carretera lisa, sin desnivel (desnivel 0%). Hay que tener en cuenta también que tanto nuestro cuerpo como el patinete ofrecen una resistencia al viento, en una superficie expuesta que vamos a suponer de 0,6m2.
Primero calcularemos la potencia que necesitamos para movernos en estas condiciones, sumando las potencias de rodadura (Pr), la potencia asociada a la aerodinámica (Pa), y la que necesitamos para hacer frente a la pendiente (Pp):
- Potencia de rodadura
Pr (W) = Cr * Peso total (kg) * velocidad (km/h)
Pr = 0,068 * 90 kg * 25 km/h = 153 W;
Cr es el coeficiente de rodadura, que depende del terreno donde nos estemos desplazando. Si consideramos una calle, sería 0,068.
Tipo de Suelo | Valores de Cr |
Cemento liso o pavimento similar | 0,034 |
Zonas empedradas | 0,041 |
Calle o carretera de asfalto | 0,068 |
Terreno natural duro | 0,218 |
Terreno consistencia media | 0,299 |
T/ suelto, arenoso, grava fina… | 0,615 |
- Potencia de resistencia aerodinámica
Pa(W) = Ca * S (m2) * (Velocidad en km/h)^3 / 4,77
Pa = 0,029 * 0,6 m2 * (25 km/h)^3 / 4,77 = 57 W;
Ca es una constante fijada en 0,029 y S es la superficie del cuerpo del usuario, que dependerá de su talla, ropa, etc. Suele estar entre 0,5-0,85m2, aquí supondremos 0,6m2.
- Potencia para superar la pendiente
Pp(W)= 2,73 * i * Peso Total (kg) * V (km/h)
Pp = 2,73 * 0 * 90 kg * 25 km/h = 0 W
Donde i es el grado de inclinación del terreno.
La potencia total será la suma de las tres:
Potencia total (W) = 153 + 57 +0= 210 W
Ahora necesitamos saber los siguientes parámetros de nuestra batería:
- Ah. Por ejemplo, 12,4Ah. Esto significa que, en una hora, podremos usar 12,4 amperios (A). Sin embargo, todas las baterías tienen una limitación al 85% de su capacidad para evitar sobrecargas y fallos terminales, y a medida que se descarga la batería va bajando un poco más. Por eso, las baterías de los patinetes eléctricos suelen funcionar a un 70% de su capacidad máxima. De nuestros 12,4 Ah, nos quedamos con 8,7 Ah.
- Voltaje, por ejemplo 42 V. En este caso, manteniendo la capacidad de la batería al 70%, Tensión= 42 * 0,7= 29,4V.
Como Potencia = Voltaje * Intensidad; teóricamente tendríamos
210W = 42 * I
I = 5 A
Pero al tener un voltaje real de 29,4V, tendríamos una intensidad de:
I= 210/29,4= 7,14A (necesitamos más amperaje, porque no se usa toda la batería).
Entonces, nuestros 8,7 Ah, divididos entre los 7,14 A que necesitamos, nos dan 1,22h de movimiento. Si en una hora hacemos 25km (porque vamos a una velocidad de 25km/h), en 1,22h conseguiremos movernos 30,5km.
Dado que existen más pérdidas, relacionadas con el rendimiento del motor, el calentamiento de los componentes, etc, suponemos unas pérdidas del 20%. Finalmente, nuestra autonomía para una persona de 75kg, a 25km/h con un desnivel del 0%, será de 24,4km.
Este ejemplo es con condiciones muy buenas, por tanto si en las fórmulas vamos añadiendo peso, desnivel…. la autonomía será menor. En cambio, si reducimos la velocidad, aumentaremos la autonomía.
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