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Biciclette elettriche: cosa sono e come funzionano le e-bike

e-MTB un esempio tra biciclette elettriche

Quello delle biciclette elettriche rappresenta un mercato fortemente in crescita e per questo motivo, in questo articolo, vogliamo spiegarvi cosa sono e come funzionano le e-bike.

Come abbiamo già avuto modo di dirvi nel precedente articolo “Quali tipologie di e-bike esistono sul mercato”, quando si parla di Bici Elettriche o Bici a Pedalata assistita ci si riferisce a molti modelli diversi per funzionalità e destinazione. In ogni caso tutte hanno in comune alcune componenti che sono: il motore, la batteria, la centralina, i sensori, il display e i comandi per selezionare i livelli di assistenza del motore rispetto alla pedalata.

Prima di addentrarci nella descrizione di queste singole parti della Bici Elettrica vediamo alcuni punti fondamentali.

 

 

 

Innanzi tutto la e-bike, per essere definita tale, deve prevedere che il motore entri in funzione solo in presenza del movimento muscolare del ciclista, altrimenti si ricadrebbe nella casistica dei ciclomotori. Per lo stesso motivo l’ausilio del motore deve disattivarsi quando viene superata la velocità di 25 km orari. Se così non fosse, come detto, scatterebbero tutte le norme relative ai veicoli a motore: obbligo di immatricolazione, guida con la patente, assicurazione RC. Anche l’uso del casco diventerebbe obbligatorio, però il nostro consiglio è di usarlo sempre e comunque.

Fatta questa premessa, veniamo ora alla descrizione dei vari componenti elencati sopra.

Il cuore di una Bicicletta Elettrica: il Motore

La Bici a pedalata assistita associa nella spinta, al movimento generato dalla forza muscolare, la potenza del motore. Questo produce banalmente una minore fatica da parte del ciclista. I motori forniscono un’assistenza alla pedalata a diversi livelli, che si può selezionare a seconda delle esigenze. La scelta avviene tramite dei comandi sul manubrio.

I motori possono essere posizionati in maniera differente e pertanto si parte da questa distinzione:

Motore a Mozzo: il motore viene posizionato nel mozzo della ruota anteriore o posteriore

Motore Centrale: in questo caso il motore si trova vicino o addirittura in luogo della scatola del movimento centrale. Quest’ultima scelta comporta molti vantaggi che andremo ad analizzare nei prossimi articoli.

Ci sono poi delle soluzioni che prevedono che il motore venga alloggiato all’interno del piantone o di altri componenti esterni e che trasmetta il movimento attraverso degli ingranaggi che lo collegano al movimento centrale.

 

 

 

Un ultimo caso è rappresentato poi dai motori che trasmettono il movimento appoggiandosi direttamente alla ruota posteriore o anteriore e  agendo, quindi, per sfregamento sul copertone.

La batteria: croce e delizia delle biciclette elettriche

Le e-bike sono equipaggiate con un motore elettrico e questo è alimentato ovviamente da una batteria. Anche la batteria può essere alloggiata in maniera diversa sulla bicicletta. Ci sono batterie integrate nel telaio o semplicemente aggiunte ai tubi (di solito al tubo obliquo oppure al tubo piantone). Le City Bike spesso hanno la batteria integrata in una sorta di portapacchi sulla ruota posteriore. Ma quello che è veramente importante in una batteria è comprenderne la così detta autonomia.

Le batterie delle e-bike si ricaricano solo con la corrente e non si rigenerano con il movimento. Dunque per chi si appresta ad utilizzare la propria Bici a Pedalata Assistita è fondamentale sapere per quanti km potrà contare sull’ausilio del motore.

La domanda classica che i rivenditori di biciclette si sentono fare da chi acquista un’elettrica (City, E-MTB, E-Road) è sempre la stessa: “Quanto dura la batteria?”.

La risposta? Non esiste, o meglio non è possibile darne una unica. La durata di una carica dipende da molti fattori: primo fra tutti è la capacità della batteria stessa, espressa in Wattora – Wh. Ci sono ormai in commercio batterie che arrivano fino ai 1000 Wh, ma di questo ne parleremo in altra sede.

Gli altri fattori che influenzano la durata di una batteria per singola carica sono: il livello di assistenza che si sceglie come ausilio del motore (più chiediamo al motore di aiutarci a pedalare e meno durerà la batteria); la pendenza media del percorso, perché è chiaro che se facciamo 100 km in pianura è diverso che farne 100 in salita.

Influenzano l’autonomia anche il tipo di terreno, sterrato o asfalto e da ultimo, ma non trascurabile, anche il peso di chi sta in sella. Ci sono disponibili delle App che consentono, inserendo vari dati, di fare una stima dell’autonomia della batteria.( Ad esempio l’assistente di Bosch https://www.bosch-ebike.com/it/assistenza/assistente-autonomia/)

Il sistema Centralina – Sensori – Display

Dunque, ricapitoliamo un po’ quanto detto fin qui: il motore si associa alla pedalata del ciclista, senza non si attiva. Oltre i 25 km orari si disattiva. La potenza erogata è in funzione di una scelta che facciamo noi con dei comandi che ci permettono di chiedere più o meno aiuto. I tre componenti che rendono possibile tutto questo sono la Centralina, i Sensori ed il Display con i Comandi a manubrio.

La Centralina: riceve dai sensori dei dati che elabora in base al livello di assistenza richiesto e poi fa erogare al motore la potenza necessaria.

I Sensori: sono i sensi della centralina, rilevano dati e li trasmettono. Sono di quattro tipi e alcuni di essi a molti sono già noti, in quanto sono gli stessi che trasmettono dati ai ciclo computer per valutare le performance personali. Vediamo nel dettaglio quelli utilizzati nelle e-bike:

I sensori di cadenza, quelli che misurano il numero di pedalate al minuto: tali sensori effettuano la misurazione attraverso dei magneti posizionati in prossimità del movimento centrale in grado di registrare il campo magnetico generato dalla rotazione.

 

 

 

Sensori di velocità: quasi tutte le biciclette sono dotate di un sensore che ci dice a quale velocità stiamo andando. Anche in questo caso il sistema si basa su un magnete posizionato su una ruota che viene rilevato ad ogni giro dal sensore stesso.

Sensori di Cut- Off: se freniamo è ovvio che l’energia generata dal motore non ci serve e dunque al fine di risparmiare la batteria è bene che nel momento in cui si azionano i freni il motore venga temporaneamente spento.

Sensore di sforzo: ci sono diversi tipi di sensori che misurano la forza muscolare: si possono registrare i dati con la torsione del perno centrale, con quella della catena o stimando la deformazione del forcellino posteriore destro.

E veniamo all’ultimo componente del sistema, il display: attraverso il display possiamo ricevere diverse informazioni: lo stato di carica della batteria, il livello di assistenza che abbiamo selezionato e se il motore è acceso o meno.

Ci sono poi dei display più evoluti che hanno anche funzioni di ciclo computer o che si connettono allo Smartphone.

Da ultimo ci sono i comandi, posti sul manubrio, che ci permettono di selezionare il livello di assistenza di cui riteniamo di avere bisogno al momento.

Con questo abbiamo concluso la descrizione degli elementi specifici di una bicicletta elettrica. Però ci sono altri aspetti da analizzare e che rimandiamo ad un successivo articolo. Tutte le componenti di una e-bike, dal telaio alla trasmissione, dalle gomme ai freni e alle sospensioni  hanno caratteristiche peculiari che devono essere attentamente valutate nel momento in cui ci accingiamo a fare la nostra scelta di acquisto.

 

 

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