Un conjunto de preguntas demasiado amplio, y algunas no importan.
¿Qué tan rápido ?: 30 kph se está acelerando para algo pequeño e inestable. La energía a 30 kph es \ $ (\ dfrac {30} {20}) ^ 2 \ $, que es más del doble que a 20 kph. La probabilidad de muerte de peatones en el impacto del vehículo es \ $ \ sim \ sim \ sim \ sim \ dfrac {V ^ 2} {5000} \ $ (V en kph). A 30 km / h, la probabilidad es \ $ \ dfrac {30 ^ 2} {5000} = \ sim 20% \ $. Esa fórmula es para automóviles y peatones, pero te da alguna indicación. ¡20 kph es un objetivo más seguro para jugar y requiere menos de 1/3 de la potencia de viento que 30 kph! - ver más abajo.
Batería es probablemente ácido de plomo, ya que está disponible a bajo costo por contenido de energía o excedente. Baja energía por masa y energía por tamaño son tolerables.
Voltaje probablemente 12V o 24V. Una o dos pilas de 12V. Más es posible pero se vuelve voluminoso / molesto. 12V es lo suficientemente bueno. 24 V favorecidos por los diseños comerciales como menor corriente, por lo tanto, menores pérdidas de cableado IR.
Los motores de 12V o 24V DC en los cientos de vatios están disponibles en el mercado de excedentes, PERO no suelen ser baratos, ya que son buscados por personas que desean hacer algo similar a lo que usted desea hacer - Vehículos, robots, ....
Windage = pérdidas de energía debido a la resistencia del aire.
- Fórmula empírica: la potencia requerida para superar la resistencia al viento para un vehículo compacto de una persona es
$$ Windage \, power = \ frac {V ^ 3} {180} $$
Potencia en vatios. V en kilómetros por hora. Ejemplos:
- 160 kph da 22,500 vatios
- 30 km / h da 150 vatios
- 20 kph da 44 vatios.
Esto es simplemente una traducción del viejo adagio de motociclistas
Se necesitan 30 caballos de fuerza por tonelada para un jinete bien metido con cueros :-)
Hay otras formas de calcular esto, pero eso es lo suficientemente bueno en un área tan inexacta. Por ejemplo:
$$ Potencia = 0.5 \ veces aire \, densidad \ veces frontal \, área \ veces arrastre \, coeficiente \ veces velocidad ^ 2 $$
Las fórmulas de la motocicleta son tan fáciles :-).
Para algo que se aproxima a una placa plana, esto da
$$ \ sim \ sim \ sim \ sim Power = A \ times V ^ 3 $$
A en \ $ m ^ 2 \ $, V en \ $ m / s \ $
Quítate una V y obtienes Arrastrar (Newtons) \ $ \ sim \ sim A \ times V ^ 2 \ $.
Esto funciona lo suficientemente bien como para bolas de boliche, gotas de lluvia, paracaidistas, ratones de campo y paracaídas.
SO
es decir, necesita un motor de 200 vatios como mínimo para obtener una velocidad máxima de 30 km / h en el piso. Usando una batería de 12V que es alrededor de 16 amperios.
Por ejemplo, una batería del sistema de alarma de "ladrillo" de 7Ah se movería muy rápidamente bajo esa corriente. Básicamente, 7/16 horas = 26 minutos, pero en realidad un poco menos.
Una batería de automóvil de 30 Ah dice que te hará acercarte teóricamente dos horas a la velocidad máxima. Algo menos en la práctica.
Mire los muchos scooters / bikes / xxx eléctricos pequeños y vea qué usan y qué rangos y velocidades afirman.
Uphill
$$ Potencia = \ dfrac {Newton \ times metros} {segundo} \ text {o} \ sim \ dfrac {kg \ times m} {s} \ times 10 $$
Para ascender una pendiente al 100% de eficiencia que necesita
$$ \ sim Power = \ frac {Mass \ times height \, change} {second} \ times 10 Watts $$
Masa en kg, \ $ h \ $ es el aumento de la altura vertical por segundo.
Para elevarlo por la pendiente además del viento.
Por ejemplo, a 30 kph ~ = 8 m / s si asciende en una pendiente de 1 en 20 (aproximadamente 3 grados), el cambio de altura vertical por segundo es ~ = 8/20 = 0.4 ms.
Si el peso total del vehículo y del conductor es de 100 kg, entonces
$$ Power \, needed = M \ times h / s \ times 10 = 100 \ times 0.4 \ times 10 = 400 Watts $$
Esto domina sus pérdidas de viento en las colinas de esta pendiente.