Il motore di una bici elettrica può essere posizionato sul mozzo (il centro della ruota) anteriore o posteriore, o fra i pedali.

Transcript

1

2 Differenza fra bici elettriche a pedalata assistita e ciclomotori elettrici Quello delle bici elettriche è un tema su cui si fa ancora molta confusione. Alcuni (pochi per fortuna) negozianti disonesti se ne approfittano, spacciando altri mezzi per bici elettriche. In queste poche righe si cercherà di fare un po di chiarezza fra i numerosi termini (bici elettriche, bici a pedalata assistita, pas, bipa, pedelec ) che vengono usati nel settore. Uno dei vantaggi dell avere una bici (elettrica o meno) è che può essere usata sia lungo le strade, sia lungo le piste ciclabili; inoltre, non ha bisogno di costose immatricolazioni e assicurazioni e chi la guida non ha l obbligo del casco chi vuole una bici, vuole Bici elettrica o ciclomotore? Dipende dalle caratteristiche tecniche anche tutti questi vantaggi. Ha quindi senso, per fare chiarezza su questo argomento, partire dalla legge, e capire che cosa è ufficialmente classificato come bici, e che cosa invece non lo è. Il codice della strada (italiano e europeo) pone una serie di limiti ben precisi alla potenza delle bici elettriche; i mezzi che hanno un motore che supera questi limiti possono anche avere due ruote e dei pedali, ma non sono ufficialmente bici, bensì dei ciclomotori: in pratica dei motorini che invece di avere un motore a scoppio hanno un motore elettrico, e devono quindi avere targa assicurazione eccetera. Quali sono quindi questi limiti da non superare? Il motore deve avere una potenza nominale massima di 250W Il motore si deve attivare automaticamente, e solo in contemporanea alla pedalata; se i pedali sono fermi, il motore deve spegnersi. La potenza fornita dal motore deve essere massima alle basse velocità, diminuire gradualmente, e interrompersi del tutto al raggiungimento dei 25 km/h. Le bici con motore elettrico che rispettano questi criteri sono chiamate bici a pedalata assistita, pas, bipa o pedelec. Più ambiguo è il termine bici elettrica : viene spesso usato indistintamente per indicare sia le bici a pedalata assistita, che quei mezzi con motori potenti, che superano i limiti indicati sopra, e che, a rigor di legge, non sono in realtà bici, ma ciclomotori elettrici, come si diceva prima. L ambiguità è propria anche del termine inglese ebike, spesso usato anche da noi: negli Stati Uniti tra l altro non esistono le distinzioni giuridiche di cui abbiamo parlato, per cui anche mezzi molto potenti possono girare lungo le piste ciclabili senza targa.

3 In questo sito parleremo quasi esclusivamente di mezzi riconosciuti dalla legge come bici ; nei rari casi in cui tratteremo di mezzi più potenti (come ad esempio nella sezione bici estreme ) specificheremo sempre che si tratta di veicoli che possono circolare solo con targa e assicurazione. Alcune considerazioni sui limiti di potenza per le bici elettriche I limiti alla potenza del motore delle bici elettriche a pedalata assistita indicati prima sono stati introdotti dalla direttiva europea 2002/24/CE, recepita in Italia con un decreto del 31 gennaio Secondo alcuni, i limiti sono troppo.limitanti, e andrebbero alzati. Le bici a pedalata assistita devono naturalmente poter convivere con le bici normali, condividendo ad esempio le piste ciclabili. La limitazione a 250W e 25 km/h permette di raggiungere questo scopo. Avere bici elettriche che sfrecciano ai 40, 45, o 50 km/h sulle piste ciclabili, accanto a bici normali guidate magari da persone che giustamente vogliono andare piano, sarebbe molto pericoloso. Nel momento in cui si fanno campagne per ridurre la velocità delle automobili nei centri urbani, ponendo limiti a 30 km/h, che senso ha mandare all aria la mobilità dolce e reintrodurre la velocità proprio sulle biciclette? C è chi dice che 250W siano troppo pochi in salita. Questa è una considerazione soggettiva, influenzata tra l altro da molti fattori (pendenza della salita, peso del complesso bici+ciclista ). È comunque raro che si debbano affrontare lunghe salite quotidianamente, a meno di non essere il gestore di un bar in montagna, quindi ci si può forse accontentare di andare un po più piano per qualche breve tratto, o allenarsi un po e spingere un po di più sui pedali, aiutando il motore. Senza contare poi che motori più potenti richiederebbero batterie molto più grosse e pesanti, rendendo il mezzo in generale meno efficiente. Motori per bici elettriche Esistono vari tipi di motori per bici elettriche. Si differenziano sostanzialmente per due parametri: la loro posizione sulla bici, e la loro qualità. La posizione del motore sulla bici elettrica Il motore di una bici elettrica può essere posizionato sul mozzo (il centro della ruota) anteriore o posteriore, o fra i pedali. Motori sul mozzo anteriore: sono il sistema più semplice e spesso meno costoso, tanto che sono quelli su cui si basano molti dei più semplici kit di conversione. Sono molto facili da montare perché non interferiscono con i pedali o la catena.

4 Uno dei motori Bosch per bici elettriche A fronte della semplicità, ci sono alcuni problemi: creano uno squilibrio nel peso della bici e sono poco efficienti in caso di asfalto scivoloso (pioggia) o in salita, perché la ruota anteriore può slittare. Inoltre, aumentano il carico sulla forcella anteriore, che consigliamo di sostituire con un modello più resistente. Li consigliamo solo se prevedete di usare la bici elettrica in percorsi semplici e pianeggianti. Motori sul mozzo posteriore: con questo tipo di motori non ci sono i rischi di slittamento della ruota menzionati in precedenza. Hanno però lo svantaggio di rendere più difficile smontare la ruota per cambiare la camera d aria in caso di foratura: è necessario infatti smontare i cavi che collegano il motore alla batteria, per non romperli. Motori montati centralmente: i motori montati centralmente, al livello dei pedali, sono la soluzione migliore anche se più costosa. Agiscono direttamente sulla catena e sono quindi più efficienti. Inoltre, non danno fastidio quando si deve procedere con il montaggio e smontaggio delle ruote. Sono anche più protetti dagli urti rispetto agli altri tipi di motori. I motori possono essere montati in questa posizione solo con bici progettate fin dall inizio per alloggiarli, con pochissime eccezioni. La qualità del motore I motori per bici elettriche possono essere divisi in due grandi categorie: quelli con spazzole e quelli senza spazzole (noti anche come brushless ). Senza scendere troppo in dettagli tecnici, la tecnologia brushless è quella più avanzata: la sua caratteristica fondamentale è che non è necessario installare un sistema di contatti su lamelle solidali al rotore. Una bici con il motore montato sul mozzo posteriore

5 In parole povere, questo si traduce nel fatto che il motore brushless, rispetto a quello con spazzole, è più leggero, più piccolo, più efficiente, e meno sottoposto a guasti. Come si può intuire, il lato negativo è il prezzo dei motori brushless che aumenta sensibilmente rispetto a quelli con spazzole. Non troverete certo motori brushless nelle bici elettriche economiche. Invece è abbastanza facile trovare motori brushless nelle bici da 1000 o più. Le considerazioni da fare in vista dell acquisto sono simili a quelle fatte nella pagina sulle batterie: se prevedete di usare la bici elettrica su percorsi brevi (10-15 km), con poche o nessuna salita, allora potete anche risparmiare un po e prendere una bici con motore con spazzole. Se invece pensate di usare la bici su percorsi più impegnativi, allora ha senso spendere un po di più per una bici con motore brushless, più leggero ed efficiente. Altri dettagli tecnici relativi al motore Secondo la direttiva europea 2002/24/CE, recepita in Italia con il decreto del 31 gennaio 2003 del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, una bici elettrica deve avere un motore con potenza massima di 250 Watt; il motore si deve attivare automaticamente solo se contemporaneamente si pedala, e deve disattivarsi immediatamente quando si smette di pedalare; infine, il motore deve disattivarsi automaticamente anche quando si raggiunge la velocità di 25 km/h; oltre questa velocità è possibile andare, ma solo grazie alla forza delle proprie gambe (o in discesa!). Se il motore non soddisfa questi requisiti (se è più potente, o se si attiva anche a pedali fermi), allora il mezzo su cui è montato non è dal punto di vista legale una bici, ma un ciclomotore (cioè un motorino vero e proprio, che semplicemente ha un motore elettrico al posto di uno classico a benzina), e deve quindi avere targa, assicurazione e tutte le altre noie burocratiche dei ciclomotori. o Batterie per bici elettriche La batteria è ciò che dà energia al motore, e costituisce il singolo componente più costoso di una bici elettrica. Ne esistono di diversi tipi. In generale, quelle a poco prezzo sono più pesanti e hanno poca autonomia, mentre all aumentare del prezzo diminuisce il peso e aumenta l autonomia. Una batteria di qualità durerà anche di più nel tempo, e sarà necessario sostituirla più raramente. Le batterie possono essere divise in tre grandi gruppi a seconda della loro composizione chimica: Batterie agli ioni di Litio (Li-Ion): questa è attualmente la tecnologia migliore fra quelle usate per produrre batterie di bici elettriche. Sono molto più piccole e leggere delle altre, con una capacità di Wh per Kg: ciò può tradursi in un ridotto peso a parità di capacità, o in una maggiore capacità a parità di peso, aumentando quindi l autonomia della bici; è più frequente naturalmente un compromesso fra questi due estremi, per creare bici che sono più leggere e con maggiore autonomia di quelle che montano batterie al piombo. Inoltre, le batterie agli ioni di litio non soffrono del famigerato effetto memoria. Il lato negativo è che hanno un prezzo maggiore degli altri tipi, dovuto anche al più complesso sistema elettronico di gestione della batteria. Questo è il tipo di batteria che consigliamo, in quanto l alto prezzo iniziale viene compensato dalla migliore performance e maggiore durata.

6 Batterie al piombo (PB): questa è la tecnologia più vecchia ancora in uso per le batterie ricaricabili. Il rapporto peso/autonomia è sfavorevole, nel senso che sono molto pesanti per l autonomia che riescono ad offrire (circa 25Wh per Kg). I tempi di ricarica sono molto lunghi, richiedendo in genere 8 o più ore. Sono quindi indicate per chi prevede di usare la bici elettrica per percorsi brevi. Batterie al Nichel-metallo idruro (NiMH), migliori di quelle al piombo ma non ancora al top dell efficienza (hanno una capacità di Wh per Kg). Hanno lo svantaggio di soffrire maggiormente dell effetto di autoscarica (nel senso che tendono a scaricarsi anche quando non utilizzate), e presentano il cosiddetto effetto memoria, che ne riduce di molto la capacità in caso di cariche e scariche parziali. Sono comunque pochi i modelli di bici elettriche che le montano. Una batteria per bici elettriche A volte i produttori offrono la stessa bici in due o più varianti, che montano batterie di diversa qualità. Fra una bici con batteria al Piombo e una identica ma con batteria al Litio possono esserci anche di differenza. La capacità delle batterie per bici elettriche Quando si sceglie una bici elettrica, oltre a guardare al tipo di batteria che monta, è necessario confrontare anche la capacità della batteria. La capacità si misura in Watt-ora (Wh). Intuitivamente, maggiore è il valore di Watt-ora (Wh) della batteria, più essa durerà, aiutandoci a compiere un maggior numero di chilometri, o ad affrontare dislivelli maggiori. Per completezza d informazione, un Wh è uguale agli Ampere-ora (Ah) moltiplicati per i Volt (V) dell batteria. Una batteria da 36V con 10Ah ha un valore di 36 10=360Wh. L autonomia delle bici elettriche Precisiamo fin da subito che dare dei dati generali riguardo all autonomia delle bici elettriche non è per niente facile. Il numero di chilometri che si possono percorrere prima che la batteria si scarichi è determinato da un numero altissimo di fattori. Ne ricordiamo alcuni: la capacità della batteria; l efficienza del motore; il livello di assistenza del motore rispetto alla pedalata; la lunghezza e la pendenza delle salite che si affrontano; il vento; il peso del ciclista; il livello di gonfiaggio delle camere d aria Detto questo, possiamo azzardare qualche numero, da prendere chiaramente cum grano salis, come dicevano i latini. Prendiamo come riferimento una bici medio/buona, con componenti di buona qualità e batterie al litio; ipotizziamo un livello di assistenza del motore medio (con il motore che fornisce il 100% della spinta offerta dal ciclista, raddoppiandola quindi). In questo caso, una batteria da 300Wh può assistere la pedalata per circa 55 chilometri, che scendono a 35 nel caso

7 in cui nel percorso ci siano diverse salite, e salgono a 75 in caso di condizioni ottimali. Con una batteria da 400Wh si può arrivare anche a 75 chilometri (50 in condizioni difficili, 95 in condizioni ottimali). Questi dati sono quelli stimati da Bosch per i suoi sistemi per bici elettriche. A partire da questi dati, potete stimare l autonomia del modello di bici elettrica a cui siete interessati. Come si diceva nella guida all acquisto delle bici elettriche, però, la cosa migliore da fare è testare la bici, magari noleggiandola. Ricordiamo che un Wh è uguale agli Ah moltiplicati per i Volt (V) dell batteria. Una batteria da 36V con 10Ah ha un valore di 36 10=360Wh. Come gestire al meglio le batterie Le batterie sono in molti casi il singolo elemento che contribuisce maggiormente a formare il prezzo di una bici elettrica. È importante quindi imparare a gestirle al meglio, per prolungarne la vita. Alcune considerazioni generali: è necessario capire che le batterie per bici elettriche sono sì ricaricabili, ma solo fino a un certo punto. Con il passare dei mesi, la loro capacità va lentamente a diminuire, fino a quando non vanno sostituite. Con un uso tipico di una bici elettrica, e con una accorta gestione delle batterie, esse possono durare circa 3 anni. Bastano poche accortezze per far durare a lungo le batterie, e regalarci così grandi soddisfazioni Le batterie operano al meglio a temperature simili a quelle a cui operano al meglio anche gli esseri umani! Quando fa freddo perciò (sotto i 10 C ), è bene tenere le bici e ricaricarne le batterie al coperto, e portare la bici fuori solo al momento dell uso effettivo. Le batterie si danneggiano anche se vengono sovraccaricate spesso: evitate quindi di lasciarle attaccate al caricabatterie dopo che la carica è completata; allo stesso modo, si danneggiano anche se vengono scaricate al massimo, soprattutto quelle al Litio, che possono anche smettere definitivamente di funzionare se lasciate scaricare. Le batterie infine vanno trattate con una certa accortezza, in quanto scossoni e vibrazioni possono danneggiare i componenti chimici al loro interno. Per quanto riguarda le batterie al Litio, è necessario aggiungere qualche dettaglio: se, magari durante il periodo invernale, non si utilizza la bici, è necessario comunque ricaricare regolarmente la batteria, circa una volta al mese. Per motivi di sicurezza infatti, alle batterie sono accoppiati dei raffinati sistemi elettronici di gestione della batteria stessa, che si occupano ad esempio di monitorare lo stato di salute della batteria, o di gestire il voltaggio in arrivo dal caricabatterie, per diminuirlo quando la batteria è carica. Questi componenti elettronici di controllo però a loro volta assorbono energia anche quando la bici non è usata; l energia assorbita è molto poca, ma se si lascia la bici in garage per diverse settimane può portare alla scarica completa della batteria. Quando la batteria è completamente scarica, potrebbe non fornire abbastanza energia all elettronica di controllo, impedendo quindi la carica della batteria e rendendola inutilizzabile.

8 FAQ Biciclette elettriche A meno che non gestica Un proprio bike-sharing Qual è la differenza tra pedelec ed e-bike? Al momento ci sono 2 tipi di biciclette elettriche sul mercato. Alla pedelec o pas, il motore elettrico reagisce al movimento dei pedali ma si ferma quando il ciclista smette di pedalare. In altri termini: la pedalata è assistita dal motore elettrico. La quantità di potenza erogata dal motore dipende dallo sforzo del ciclista che è rilevato da un sensore. Questo sistema è simile al servo-sterzo delle automobili. Diversamente dalle pedelec, una e-bike è una bicicletta elettrica che si muove senza che il ciclista debba agire sui pedali. La velocità è regolata o dalla pressione su un pulsante o azionando l acceleratore. La forza esercitata dal ciclista sui pedali e la potenza erogata dal motore elettrico sono indipendenti l uno dall altro. Così che l acceleratore e i pedali possono essere utilizzati in contemporanea cosa che non avviene con una pedelec. Cosa dice la legge sulle biciclette elettriche? In Europa, le leggi che regolamentano l uso delle pedelec sono le stesse che regolano l uso delle biciclette normali quando equipaggiate con motore elettrico di potenza inferiore a 250W e che offrono una pedalata assistita fino alla velocità massima di 25 km/h. Questo significa: nessun bisogno di una patente di guida, targa o assicurazione obbligatoria per la responsabilità civile. Non c è nemmeno l obbligo di indossare il casco sebbene sia raccomandabile. La e-bike, al contrario, è regolamentata secondo norme differenti rispetto alle biciclette normali poiché è mossa da un motore e non dai pedali Chi guida una e-bikes deve avere un assicurazione, indossare il casco. Come funziona una pedelec? una bicicletta elettrica utilizza un motore elettrico nel mozzo della ruota tipicamente posteriore per sfruttare al meglio la batteria. La maggior parte delle biciclette elettriche usano un motore con potenza da 250W capace di far raggiungere la velocità massima di 25 km/h. Il motore e la batteria sono collegati alla guarnitura per l ottimale distribuzione dei pesi.

9 Quali sono i vantaggi di una batteria agli ioni di litio rispetto ad altre batterie? ci sono 4 tipi diversi di batterie utilizzate sulle biciclette elettriche. Le batterie SLA (sealed lead acid) tipo quelle utilizzate per le automobili. Le batterie nickel cadmium (NiCd) sono più leggere delle SLA ma non soddisfano più le norme per la salvaguardia ambientale. Le batterie nickel metal hydride (NiMH) erogano maggior potenza delle NiCd e sono pure molto più leggere. Le batterie tecnicamente più avanzate attualmente sul mercato sono lithium-ion che erogano maggior potenza di qualsiasi altra batteria. Quanta cura e manutenzione è richiesta da una pedelec? La batteria in particolare deve essere trattata con una certa attenzione. Suggeriamo di farla raffreddare dopo l uso e prima della sua ricarica. Nonostante i più recenti caricabatterie indichino quando la batteria ha completato la ricarica, è consigliabile mantenerla in carica ancora un po in quanto nella fase finale la ricarica si rallenta. Buona norma è ricordare che quando il caricabatterie indica che la ricarica è completata in realtà lo è solo per il 90%. E consigliato conservare la batteria a temperatura ambiente, evitando condizioni o troppo calde o troppo fredde. E opportuno far scaricare completamente la batteria le prime volte altrimenti si potrebbe ridurre la sua capacità di ricarica in futuro. Alcune precauzioni sono consigliabili quando si pulisce la batteria e i contatti elettrici al fine di evitare l infiltrazione dell acqua nel sistema elettrico che potrebbe compromettere le performance della batteria. Le pedelec sono rispettose dell ambiente e sono economiche? Poichè le pedelec utilizzano batterie ricaricabili invece di combustibili fossili, di fatto sono più efficienti e rispettose dell ambiente. Costando solo 0.05 per 100 km, le Pedelec sono il mezzo a motore più economico per la mobilità. Dove posso ricaricare la mia batteria? Le Pedelec utilizzano una batteria rimovibile e uno speciale caricabatterie che può essere utilizzato in ogni presa di corrente. La batteria richiede circa 4 ore per raggiungere la carica piena, sufficienti per percorrere dai 50 km ai 70 km circa di percorso misto e più di 90 km in modalità ECO. I fattori che possono ridurre l autonomia della batteria sono il peso del ciclista, lo stile della pedalata, la frequenza delle fermate e ripartenze, la pressione delle gomme, la selezione del livello di assistenza alla pedalata e le condizioni meteo. Quanto dura la garanzia sulle pedelec? dura 2 anni per la bicicletta ed un anno per la batteria. Si possono usare le biciclette elettriche in caso di pioggia? Si, ma è pericoloso a causa della diminuzione di attrito ruota asfalto, inoltre si deve prestare attenzione a non attraversare pozzanghere.

10 E' possibile lavare le biciclette elettriche? Sì con panno umido, è sconsigliato l'uso di saponi e sostanze abrasive. Attenzione: l'uso diretto di getti d'acqua in direzione del motore o della batteria può danneggiare il circuito elettrico. Di che tipo di manutenzione hanno bisogno le biciclette elettriche? In generale non è necessaria nessuna manutenzione particolare. E' necessario controllare ogni tanto il serraggio della bulloneria e lubrificare la catena di trasmissione, i mozzi delle ruote. etc. Le batterie al piombo si possono scaricare completamente? No, le batterie al piombo non vanno mai lasciate scariche. Attenzione a non scaricarle mai a zero, altrimenti si danneggiano irreparabilmente. Si consiglia di ricaricare le batterie al piombo dopo ogni uscita in bici, anche se per soli 5 Km. Anche in inverno si consiglia l'uso della bici almeno una volta ogni 2 mesi e di rimettere sempre in carica la batteria. Le batterie al Litio usate nelle biciclette elettriche hanno effetto memoria? Le batterie Li-Polimero usate nelle biciclette elettriche non hanno effetto memoria e si possono ricaricare senza particolari accorgimenti. E' comunque consigliabile scaricare la batteria completamente ogni 2-3 mesi (basta pedalare a lungo fino a non sentire più la spinta del motore). Perchè scegliere le biciclette elettriche con la batteria al Litio/Polimero? Le batterie Li-poimero usate ultimamente nelle biciclette elettriche sono simili alle batterie usate nei cellulari. Sono molto leggere, si ricaricano più velocemente, e hanno una vita utile notevolmente superiore alle batterie al piombo. Sono la scelta inevitabile per tutti coloro che devono portarsi a casa la batteria per la ricarica. Il pacco batterie al piombo pesa dagli 8 a 12 Kg e non è certo facile da maneggiare. A cosa serve il riduttore epicicloidale nelle biciclette elettriche? Viene usato nei motori interni al mozzo per ridurre il rapporto di trasmissione fra motore e ruota. E' necessario per garantire buone prestazioni in partenza e in salita. Le biciclette elettriche possono essere usate a motore spento? Sulle biciclette elettriche con motore brushless si può pedalare, a motore spento, come su una normale bicicletta. Se il motore è di tipo tradizionale l'attrito rende la pedalata troppo difficoltosa. Perchè scegliere biciclette elettriche con motore brushless? Il motore brushless (senza spazzole) è un motore elettrico leggero, ad alto rendimento e minimo attrito.

11 È obbligatorio il casco sulle biciclette elettriche? No, non è obbligatorio l'uso del casco sulle biciclette elettriche a pedalata assistita. E' comunque consigliato. Le biciclette elettriche possono circolare su strada? Si, le biciclette elettriche a pedalata assistita possono circolare ovunque, sia su strada che su pista ciclabile proprio come una comune bicicletta. Quale è la potenza del motore nelle biciclette elettriche? Per poter circolare su strada come comuni biciclette, la potenza massima consentita per legge è 250W. Alcune bici in commercio hanno motori da 180W che possono essere accettabili in pianura, ma non sufficienti in caso di salite. A che velocità possono andare le biciclette elettriche a pedalata assistita? Le biciclette elettriche devono avere la velocità massima limitata a 25 Km/h per essere a norma di legge. Come funzionano le biciclette elettriche a pedalata assistita? Le biciclette elettriche a pedalata assistita e-go sono comuni biciclette azionate da un motore elettrico che interviene in ausilio alla pedalata. Una volta esaurita la carica della batteria, si ricarica come un cellulare. Come vengono smaltite le batterie a fine ciclo di vita? Tramite la W.i.M. (gruppo Wide Automation) associata a tale scopo al consorzio R.A.E. preposto a tale smaltimento.