Restauração e Atualização de uma Motocicleta Zero DS 2010 - Relatório Final (Síntese)
Ao fazer a atualização da motocicleta Zero DS 2010, diante da necessidade da substituição do motor CC escovado original Agni 95-R, que sofreu seguidas queimas de escovas e de coletor, as melhores opções de escolha acabam por conduzir ao motor CC sem escovas (BLDC motor) de fabricação israelense da marca Revolt, modelo RV-160 Pro, que pôde ser bobinado pelo fabricante, personalizado, especificamente sob medida para uma dada relação rpm/volt (comumente designado por Kv 1 (não confundir com kV de quilovolts)) e para uma dada tensão nominal requerida, para operar com a sua potência máxima continua de 12 kW (20 kW pico).
Contudo, apesar desse motor se encaixar mecanicamente quase que perfeitamente à motocicleta Zero DS 2010, tal motor tem a diferença elementar em relação ao motor original da motocicleta, uma característica que não pode ser, tão simplesmente, ignorada, mas, facilmente contornada, que é o fato dele ser um motor Outrunner, onde o eixo da máquina se encontra ligado ao rotor, porém, onde o rotor é externo, ou seja, a maior e mais externa parte da máquina.
Nesse motor há um cilindro oco em aço inoxidável que faz fronteira com o ambiente externo, e que é adotado para conter na sua periferia de circunferência interna os ímãs permanentes montados em superfície. São estes imas os elementos principais relativos a estrutura de interação eletromagnética do rotor do motor com o estator.
Um desafio para aplicar um motor CC sem escovas Outrunner em uma motocicleta consiste em poder mantê-lo limpo e protegido do ambiente. Ao contrário de um motor sem escovas Inrunner, o motor Outrunner normalmente não é selado muito bem e têm grandes recortes em ambas faces laterais, quer são a tampa e a contra tampa do motor.
Em um avião de Rádio Controle, esses recortes permitem a hélice arrefecer o motor soprando ar sobre as bobinas do motor durante o voo. No entanto, o ambiente operacional para uma motocicleta elétrica é muito mais duro, com sujeira de estrada e cascalhos de ruas podendo ser atirados por sobre a área do motor, os quais pode danificar os enrolamentos expostos.
Também o corpo do motor outrunner, quando em rotação, pode se tornar um potencial problema de segurança para o cliente motociclista, ou então para o carona (na garupa). Então realmente nós precisamos de algum tipo de escudo protetor em torno do motor, para ambas as funções: para protegê-lo contra os elementos do ambiente os para proteger os dedos (e outras partes do corpo) do cliente!
Olhando atentamente para a guarnição protetiva da corrente da transmissão da minha própria e velha motocicleta Suzuki, com seu motor a combustão interna, eu vejo que isso talvez possa algo fácil de ser feito, quando eu observo que a guarnição protetiva da corrente dela é feita tão somente de um material plástico preto bem fino, mas mecanicamente resistente, enquanto isso é adotado por um fabricante de renome (tal como a Suzuki) como sendo algo adequado e seguro.
Assim, com dois discos circulares de plástico com diâmetros iguais e ligeiramente maior que o do diâmetro mais externo do motor, eles podem ser montados presos por parafusos, faceando ambas as tampas laterais do motor.
Do lado da face por onde sai a ponta do eixo, o disco plástico pode ser preso sobre a flange, fixo pelos mesmos parafusos que prendem o suporte do motor. Já, do lado da outra face, o desenho fornecido (pelo fabricante israelense Revolt) não revela se há, ou não, furos roscados que possam ser usados para fixar o segundo disco, mas, eu creio que se não existirem, eles podem ser feitos, num retrabalho sem maior dificuldade.
Completando a estrutura protetiva, um pequeno pedaço de tela de proteção fina em aço inox, cortado em forma de tira com largura e comprimento adequado, estendida e presa entre esses dois discos de plástico, pode se fazer um bom arranjo de guarnição protetiva adequada para o motor outrunner modelo RV-160 Pro, a fim de torná-lo mais adequado e seguro para emprego na motocicleta Zero DS 2010.
Tal estrutura protetiva tem ambos objetivos: tanto impedir a entrada de sujeira, barro e objetos, bem como o contato do corpo móvel do motor com partes do corpo (dedos, mãos, pé, cabelos longos, etc) ou das vestimentas e trajes do motociclista ou do carona, além da tela de aço inox continuar permitindo a entrada e saída de ar de arrefecimento.
Vídeos do processo de modificação, e também da motocicleta já modificada e pronta podem ser visto no Youtube:
Uma serie de artigos redigidos e ilustrados neste mesmo blog, a fim de documentar todo o procedimento, do projeto até a o fim da execução, com toda a pesquisa relacionada e os passos da implementação realizada, podem ser acessíveis pelos linques que estão disponíveis ao final deste artigo (role para baixo).
Depois de já passados alguns anos, eu volto a falar desse serviço / assunto.
Ocorre que, na época em que esse retrabalho da Motocicleta ZERO DS foi realizado, muito embora eu tenha feito a postagem de uma série de quatro artigos sobre todo o serviço aqui mesmo nesse blog, e tenha feito também a postagem de alguns vídeos bem interessantes no youtube, eu acabei cedendo a minha própria mesquinhez não publiquei o mais importante de todos os documentos relacionados a ele:
- O Diagrama Elétrico da Motocicleta Zero DS (2010) Completo
Não é apenas saudades desse serviço, mas, uma lição a mais que a vida me deu, pois, tal documento eu mantive salvo em apenas um disco rígido de meu computador, pois eu não confiei sequer na segurança de salvar em nuvem e, para a minha surpresa, eu tive logo em seguida um acidente com aquele HD, e achei que o arquivo do diagrama estava perdido para sempre.
A dor foi tão grande que, agora que enfim eu consegui recuperar acesso ao arquivo, eu resolvi compartilhar logo, abertamente, com todos vocês (antes que algum outro mal aconteça).
A maior parte da obra foi minha, mas, a motocicleta não era. Assim, quem pagou por todas as custas foi o proprietário dela. Como o serviço foi projetado e executado em meados de 2016 (e não pesou em nada no meu próprio bolso) eu me esqueci dos preços exatos das duas principais peças novas que foram empregadas nesse retrofit, a saber:
- O Motor Elétrico;
- O Controlador Eletrônico do motor elétrico.
Hoje, depois da experiência aprendida, eu usaria um outro modelo de controlador, só que da mesma marca Kelly, para melhorar a relação velocidade / torque em aclives acentuados, mas, o motor seria exatamente o mesmo. Alias, o motor da marca Revolt foi concebido, originalmente, para aplicação em drones militares de Israel (e eu achei uma aplicação mais digna para ele).
O que eu me recordo bem é que, nem eu, e nem o proprietário da moto, ficamos assustados com o preços das peças do retrofit, nem mesmo do motor, ainda que ele possa ser considerando um motor especial, BLDC de imã permanentes high-quality (Neodímio ferro boro (NdFeB) N45H), 12 kW nominal (20 kW pico) e customizado.
Quanto ao diagrama elétrico referido, note que ele foi elaborado já considerando todas as alterações do circuito eletroeletrônico do sistema da motocicleta ZERO DS que são pertinentes ao retrofit em questão, porém, de certo modo, com um pouco de conhecimento e experiência, eu garanto que ele pode ser bastante útil, também, para o caso de se precisar fazer alguma manutenção (ou um retrofit diferente desse) numa motocicleta ZERO DS que ainda esteja na condição original de fábrica.
Eis ai:
Vale, lembrar, que a minha experiência com o sistema controlador original de uma MOTOCICLETA ELÉTRICA da marca norte-americana ZERO, modelo DS, ano 2010 veio de uma necessidade anterior ao retrofit.
Ocorreu, em 2014, que um lote dessas motocicletas serem aprendidas (supostamente por entrada ilegal no Brasil) após elas ficarem estacionadas por bem mais de 3 anos em um depósito da Receita Federal, foram vendidas em leilão, e elas precisaram ter o seu pacote de baterias todo recuperado (pois muitas células de Li-íon do pacote estavam mortas).
Assim, na mesma motocicleta em que eu havia realizado um serviço de restauração do pacote de bateria, no final do ano de 2014, depois, em 2016, eu também projetei e realizei o retrofit, com o objetivo de proceder a substituição do MOTOR original (um CC escovado da marca Agni, modelo 95-R, que queimou o coletor, escovas e porta escovas) e do CONTROLADOR DE MOTOR original (um Alltrax AXE4855) por um novo MOTOR CC, SEM ESCOVAS (BLDC) da marca REVOLT (fabricado em Israel) modelo RV-160 PRO (um motor magro, de alta densidade de potência, 12 kW nominal, torque excelente, apesar dele ser um MOTOR OUTRUNNER), e um controlador KELLY KEB72121E (adequado para acionar o novo motor).
A operação de retrofit foi planejada e realizada com a premissa de se manter operante no sistema o CONTROLADOR DEDICADO original da motocicleta Zero DS , contudo, apenas naquilo que ele é essencial, ou seja, em funções de controle que não se sobrepunham as mesmas funções que possam ser exercidas, diretamente, pelo controlador Kelly (controlador do motor).
Vale ressaltar que a empresa fabricante ZERO não forneceu (ainda que eu tivesse pedido, gentilmente, por e-mail, algumas vezes, eles sequer me responderam) diagrama elétrico / eletrônico algum, seja da motocicleta ou de suas partes, seja nos manuais dos proprietários, seja em seu site e, por isso, até aonde foi necessário, nós tivemos que levantar e elaborar os nossos próprios diagramas).
Então, é isso, um forte abraço e me desculpem por ficar tanto tempo sem escrever nesse blog.
Notas:
- A característica Kv é uma especificação funcional de um motor elétrico, mas que em nada determina a qualidade geral dele. Além do mais, dar importância a especificação Kv tem sido algo tipico, apenas, de fabricantes e usuários de motores que trabalham com aplicações voltadas para o contexto de aeromodelos e de drones e as empresa que fabricam os motores BLDC de alta eficiência, para tais aplicações, são as que costumam utilizar a especificação Kv (não obstante, eu tenho empregado tais motores em aplicações de motocicletas, tais como a reforma de motocicleta Zero DS, com sucesso). Costumeiramente, Kv é muito pouco levado em considerações em todo o restante contexto das aplicações de motores elétricos e, por isso, muita gente até mesmo desconhece o que ela significa. Eu mesmo desconhecia o significado de kv, até poucos anos atrás (existe, inclusive, o perigo das pessoas desavisadas confundi-la com kV (quilovolt) e pensar que se trata de alguma característica de isolação elétrica, tal como a dos enrolamentos do motor, mas, não é) . Kv significa rotação do eixo do motor (em rpm) dividido pela tensão elétrica de operação (em volts). Assim, por exemplo, um motor pode ser especificado para operação a uma tensão de até 60 V, com um Kv de valor 70 (que foi o caso do motor empregado na motocicleta Zero DS que foi reformada). Isso significa, simplesmente, que quando tal motor é alimentado, por exemplo, com 60 V, ele irá apresenta uma rotação (girando em vazio) de 60 x 70, ou seja, 4200 rpm. Assim, quanto mais alto o Kv, mais alta a rotação do eixo do motor, porém, em detrimento do torque que, consequentemente, fica menor. Você deve especificar Kv pensando na velocidade máxima que você pretende que o veículo tenha, e considerar a relação da transmissão (número de dentes da coroa e do pinhão, no caso de uma motocicleta) , além do diâmetro da roda que é tracionada (no caso da motocicleta, a roda traseira), sempre lembrando que, para uma dada potência de motor definida, maior velocidade implica em menor torque, e vice versa.
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| Motor Revolt RV-160-Pro, com Kv = 75 rpm/v e Vnominal = 60v |
