Potencia vs velocidad de un patinete eléctrico

Desde hace tiempo estamos mirando a un futuro donde la propiedad está de nuevo en la moda; donde las ciudades están cansadas de los alquileres desechables de patinetes eléctricos con paradas libres, repartidos por sus aceras.

En nuestro último artículo, advertimos a los reguladores de la necesidad de ser cautelosos al limitar la potencia del motor de los patinetes eléctricos. Así que esta semana, pensamos en profundizar en la ciencia; ¿por qué la potencia del motor no es una forma suficiente de medir el rendimiento de un patinete eléctrico? La respuesta puede parecer confusa al principio, pero es de vital importancia para la seguridad de las personas que los reguladores entiendan la ciencia detrás del lenguaje utilizado en estos debates.

Potencia, watios, watios nominales

Discutir la potencia motora es entrar en un campo de minas linguísticos, lleno de términos arcaicos y conceptos extraños; así que empecemos por el principio.

La potencia se mide en vatios (W), llamado así por el inventor escocés del siglo XVIII James Watt. Una bombilla de 60W extraerá 60 vatios de energía cuando se enciende, lo que nos ayuda a entender lo brillante que será esa bombilla. Cuando James Watt estaba tratando de vender su máquina de vapor, le costó encontrar el lenguaje para describir lo poderoso que era para los clientes potenciales. Así que se le ocurrió el concepto de Horsepower, un término que todavía se utiliza para los vehículos de motor hoy en día. En ese momento estaba vivo, los motores no eran ampliamente utilizados; carros fueron dibujados por caballos. Así que para ayudar a las personas a visualizar la potencia de su máquina de vapor, lo describió en términos que entenderían: este motor equivale a tener cuatro caballos arrastrar su carro, o cuatro caballos de fuerza. El caballo promedio genera 745W, por lo que cuatro caballos de fuerza en vatios serían 745 x 4 x 2,980W.

Un tiempo más tarde llegó el concepto de potencia ‘nominal’. En pocas palabras, la potencia ‘nominal’ es una medida teórica de la cantidad de energía que un motor eléctrico puede generar sin sobrecalentamiento. Para tomar prestada la táctica de James Watt, podría ser más fácil imaginarla así: ¿cuán difícil podría montar un caballo durante un largo período de tiempo, sin que se caliente tanto que tuvo que parar y tomar una copa? La potencia ‘nominal’ es simplemente la capacidad de un motor para potencia de salida de forma continua y segura sin sobrecalentamiento. Así como un caballo se ralentizará si se calienta demasiado, también se sobrecalienta un motor si se empuja demasiado fuerte.

Cuando se trata de patinetes eléctricos, los fabricantes actuales están utilizando este término «nominal» vatio para definir cuánto de potentes son sus motores eléctricos. Pero hay un problema: es un concepto que tiene poco que ver con la realidad de montar un patinete eléctrico. La potencia nominal de un motor no nos dice realmente lo potente que es ese motor.

Definir la potencia ‘nominal’ es todo acerca de la potencia que un motor puede hacer antes de que se sobrecaliente. Pero hacer par crea mucho calor, y recuerde: ‘potencia’ es par multiplicado por la velocidad. Así que una potencia ‘nominal’ sólo va a ser precisa para una velocidad en particular y los patinetes eléctricos cambian de velocidad todo el tiempo.

Incluso si cada patinetes eléctricos tuviera controladores idénticos con límites idénticos en la fuente de alimentación, todavía sería imposible obtener una potencia ‘nominal’ consistente en todos los patinetes eléctricos. Un motor podría comenzar a sobrecalentarse antes que otro debido a su tamaño o a toda una serie de factores ambientales. Cada caballo tendrá un umbral diferente para ser trabajado en función de su edad o tamaño o si es verano o invierno. De la misma manera, cada motor reaccionará de manera diferente con la misma cantidad de potencia debido al peso del piloto, el gradiente de la carretera que el patinete eléctrico está viajando, el viento y la temperatura (si es un día caluroso, entonces un motor bien regulado no será capaz de arrojar suficiente calor).

Entonces, ¿por qué la confusión?

Si compras un calentador eléctrico de 1500W, ese calentador producirá 1500W de calor, independientemente de la marca o modelo. Pero no se puede decir lo mismo de los motores eléctricos; no producen una cantidad fija de energía. La potencia real que se produce depende de una gama de variables, como la cantidad de carga del motor en ese momento o la potencia eléctrica máxima que el controlador del motor está permitiendo fluir en el motor. La potencia de un motor cambia constantemente dependiendo de los caprichos de quien está conduciendo, así como factores ambientales como el peso, el gradiente y el clima.

Volvamos con James Watt. Imagina que buscas regular caballos en lugar de patinetes eléctricos. La gente está usando caballos rápidos para llegar al trabajo y es su trabajo para asegurarse de que ninguno de ellos va demasiado rápido y causar estragos en las carreteras. Alguien sugiere que sólo debe permitir que la gente use caballos capaces de producir 1cv (746W) antes de que se sobrecalienten.

Seguramente cualquier persona cuerda respondería: ¡pero todos los caballos no son iguales! Algunos están construidos para correr rápido a lo largo de una superficie plana, mientras que otros están construidos para arrastrar carros por las colinas. ¿Y si un caballo lleva alforjas pesadas? Se sobrecalentaría demasiado rápido debido a la cantidad de par necesario para levantar la carga pesada por una colina. ¿Qué pasa si la persona que controla el caballo decide trabajar tanto que produjo 900 vatios de potencia, pero el caballo es joven y en forma así que no rompe un sudor?

Para hacer una restricción viable sobre el poder de un caballo, sería necesario saber si sería montado por una sola persona, o arrastrando un carro, así como todos los gradientes de todas las carreteras de la ciudad que podría utilizar.

Por lo que tendría mucho más sentido centrarse en limitar la velocidad de los caballos.

La potencia nominal no es una forma adecuada de regular los e-patinetes. Si bien es posible asignar un valor numérico a la potencia ‘nominal’, tiene poca o ninguna correlación con las demandas que se colocarán en el motor, debido a la variedad de factores ambientales que afectan el rendimiento del motor en los e-patinetes. Es vital que los reguladores de nuestra industria entiendan esta distinción, y se centran en la velocidad de los e-patinetes en lugar de la potencia.

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