Una bicicleta eléctrica, también conocida como e-bike, powerbike o booster, es una bicicleta con un motor eléctrico integrado que se puede usar para propulsión. Hay muchos tipos de bicicletas eléctricas disponibles en todo el mundo, desde bicicletas eléctricas que solo tienen un motor pequeño para ayudar a pedalear la potencia del pedal (es decir, pedelecs) a bicicletas eléctricas algo más potentes que tienden a acercarse más a la funcionalidad de ciclomotor: todas, sin embargo, conserva la capacidad de ser pedaleado por el conductor y, por lo tanto, no son motocicletas eléctricas.

Las bicicletas eléctricas usan baterías recargables y las más livianas pueden viajar de 25 a 32 km / h (16 a 20 mph), según las leyes locales, mientras que las variedades más potentes a menudo pueden hacer más de 45 km / h ( 28 mph). En algunos mercados, como Alemania a partir de 2013, están ganando popularidad y quitando una parte del mercado a las bicicletas convencionales, mientras que en otros, como China a partir de 2010, están reemplazando los ciclomotores que funcionan con combustibles fósiles y las motocicletas pequeñas.

Según las leyes locales, muchas bicicletas eléctricas (p. Ej., Pedelecs) se clasifican legalmente como bicicletas en lugar de ciclomotores o motocicletas. Esto los exime de las leyes más estrictas con respecto a la certificación y el funcionamiento de vehículos de dos ruedas más potentes que a menudo se clasifican como motocicletas eléctricas. Las bicicletas eléctricas también pueden definirse por separado y tratarse de acuerdo con las distintas leyes de la bicicleta eléctrica.

Las bicicletas eléctricas son las versiones eléctricas de motor de las bicicletas motorizadas, que han estado en uso desde finales del siglo XIX. Algunos sistemas de bicicletas compartidas los utilizan.

Operación
La VAE es una bicicleta que cuenta con asistencia eléctrica. Esta asistencia tiene como objetivo proporcionar un complemento al pedaleo. Se compone de un motor, una batería, un controlador y sensores.

Los sensores detectan la presencia de pedaleo, su cadencia, la fuerza ejercida sobre los pedales, la posición de un posible acelerador y el frenado.

Un controlador incorpora los parámetros que califican el comportamiento de la bicicleta según el perfil del usuario elegido por el fabricante. Regula el consumo de corriente y controla el motor en sus diversas fases de funcionamiento: arranque, velocidad continua, aceleración, etc. a partir de la información transmitida por los sensores.

El usuario tiene, según el modelo, la posibilidad de cortar o dosificar el nivel de asistencia mientras conduce, a través de un selector o un «acelerador».

En algunas bicicletas de motor de cubo, la batería se carga automáticamente con frenado y cuesta abajo. El frenado es facilitado por el freno motor.

Los motores
Motor de cubo: fácil de instalar, encaja en lugar de un eje de rueda delantera o trasera.
Motor remoto: la transmisión se realiza mediante una correa o una cadena que actúa sobre una placa de transmisión colocada en el eje de una rueda. La posición del motor es libre.
Pedal motor: actúa directamente sobre el eje del pedal de la bicicleta. Consiste en un bloque que comprende todos los componentes de la tracción eléctrica: el motor, los sensores y la electrónica de control. Solo se puede instalar en un marco específico.
Motor de fricción: motor de fricción con rodillo en la banda de rodadura del neumático delantero o trasero. Fue utilizado en el ciclomotor Solex.

Baterias
Para VAE, la batería de litio se utiliza principalmente; Las otras tecnologías, plomo o níquel, se han abandonado progresivamente en VAE comercializado en Europa.

El peso de la batería, largo y problemático, se beneficia hoy de importantes mejoras relacionadas con el Ion de litio y el polímero de litio. Por lo tanto, una batería de plomo pesa unos 13 kg, mientras que una batería de litio pesa unos 3 kg para el voltaje y la capacidad equivalentes.

La carga completa de la batería tarda de 3 a 8 horas, dependiendo de la tecnología de la batería y el cargador. Se pueden realizar recargas rápidas con los cargadores y baterías adecuados. Estos tipos de acumuladores no admiten descargas profundas, por lo que es recomendable recargarlos con la mayor frecuencia posible, o incluso permanecer a cargo durante los periodos de inactividad, ya que los cargadores modernos están especialmente estudiados para estos casos.

Bajo el nombre de «Litio» existen varias tecnologías con características sustancialmente diferentes. En 2015, las baterías LiE-Ion, Lithium Polymer (LIPO) y LiFePO4 se utilizan principalmente en el VAE. Las dos primeras tecnologías permiten obtener baterías que son muy ligeras pero sensibles a las cargas / descargas frías y pesadas. LiFePO4 se considera más seguro (fuego), acepta mayores corrientes de carga (menor tiempo de recarga) y, sobre todo, tiene una vida más larga (mil ciclos y más).

La batería sigue siendo uno de los puntos débiles de la bicicleta eléctrica, como para los coches eléctricos. Incluso fuera de su vida teórica, es fácil no gestionar adecuadamente este elemento, y el precio de reemplazo es muy importante, varios cientos de euros para una batería de litio.

La batería de una bicicleta eléctrica es sensible a las diferencias de temperatura: los fabricantes ofrecen un rango de temperatura ideal para tener la mejor autonomía posible.

Las baterías son sensibles a los golpes: los productos químicos se encuentran en sobres frágiles que pueden perforar e incluso inflamarse.

Las clases
Las bicicletas eléctricas se clasifican según la potencia que su motor eléctrico puede suministrar y el sistema de control, es decir, cuándo y cómo se aplica la potencia del motor. Además, la clasificación de las bicicletas eléctricas es complicada, ya que gran parte de la definición se debe a razones legales de lo que constituye una bicicleta y lo que constituye un ciclomotor o una motocicleta. Como tal, la clasificación de estas bicicletas eléctricas varía mucho según los países y las jurisdicciones locales.

A pesar de estas complicaciones legales, la clasificación de las bicicletas eléctricas se decide principalmente según si el motor de la bicicleta eléctrica ayuda al ciclista con un sistema de asistencia con pedales o con un sistema de encendido a pedido. Las definiciones de estos son los siguientes:

Con la asistencia de pedales, el motor eléctrico se regula mediante el pedaleo. La asistencia de pedaleo aumenta los esfuerzos del ciclista cuando pedalea. Estas bicicletas eléctricas, llamadas pedelecs, tienen un sensor para detectar la velocidad de pedaleo, la fuerza de pedaleo o ambos. La activación del freno también se detecta para desactivar el motor.
Con el encendido a pedido, el motor se activa mediante un acelerador, generalmente montado en el manillar como en la mayoría de las motocicletas o scooters.

Por lo tanto, en términos generales, las bicicletas eléctricas se pueden clasificar como:

Bicicletas eléctricas con asistencia solo por pedales: ya sea pedelecs (legalmente clasificadas como bicicletas) o S-Pedelecs (a menudo legalmente clasificadas como ciclomotores)
Pedelecs: solo tienen asistencia de pedaleo, el motor asiste solo hasta una velocidad decente pero no excesiva (generalmente 25 km / h), potencia del motor de hasta 250 vatios, a menudo legalmente clasificadas como bicicletas
S-Pedelecs: solo tienen asistencia de pedaleo, la potencia del motor puede ser superior a 250 vatios, puede alcanzar una velocidad mayor (por ejemplo, 45 km / h) antes de que el motor deje de asistir, clasificada legalmente como ciclomotor o motocicleta (no una bicicleta)
E-bikes con power-on-demand y pedal-assist
E-bikes solo con potencia a pedido: a menudo tienen motores más potentes que pedelecs, pero no siempre, los más potentes de estos están legalmente clasificados como ciclomotores o motocicletas

Pedal de asistencia solamente
Las bicicletas eléctricas con asistencia de pedales solo se denominan pedelecs, pero pueden clasificarse en general en pedelecs propios y en los más poderosos S-Pedelecs.

Pedelecs
El término «pedelec» (del ciclo eléctrico del pedal) se refiere a una bicicleta eléctrica con asistencia de pedaleo con un motor eléctrico de potencia relativamente baja y una velocidad máxima decente pero no excesiva. Los pedelecs están legalmente clasificados como bicicletas en lugar de motocicletas o ciclomotores de baja potencia.

La definición más influyente de pedelecs y cuáles no proviene de la UE. La directiva de la UE (norma EN15194) para vehículos de motor considera que una bicicleta es un pedelec si:

la asistencia de pedal, es decir, la asistencia motorizada que solo se activa cuando el ciclista pedalea, se corta una vez que se alcanzan los 25 km / h, y
cuando el motor produce una potencia nominal continua máxima de no más de 250 vatios (nb, el motor puede producir más potencia durante períodos cortos, como cuando el ciclista está luchando para subir una cuesta empinada).

Una bicicleta eléctrica que cumpla con estas condiciones se considera un pedelec en la UE y está legalmente clasificada como una bicicleta. La norma EN15194 es válida en toda la UE y también ha sido adoptada por algunas naciones europeas no pertenecientes a la UE y también por algunas jurisdicciones no europeas (como el estado de Victoria en Australia).

Los pedelecs son muy parecidos a las bicicletas convencionales en uso y función: el motor eléctrico solo brinda asistencia, por ejemplo, cuando el ciclista está escalando o luchando contra un viento en contra. Por lo tanto, los pedelecs son especialmente útiles para las personas en áreas montañosas donde andar en bicicleta resultaría demasiado agotador para muchos como para considerar tomar el ciclismo como un medio de transporte diario. También son útiles para los ciclistas que, por lo general, necesitan ayuda, por ejemplo, para personas con problemas en el corazón, las piernas o los músculos de las articulaciones de la rodilla.

S-Pedelecs
Pedelecs más potentes que no están legalmente clasificados como bicicletas se denominan S-Pedelecs (abreviatura de Schnell-Pedelecs, es decir, Speedy-Pedelecs) en Alemania. Estos tienen un motor más potente que 250 vatios y menos limitados, o ilimitados, con asistencia de pedal, es decir, el motor no deja de asistir al ciclista una vez que se ha alcanzado los 25 km / h. Las bicicletas eléctricas de clase S-Pedelec por lo general se clasifican como ciclomotores o motocicletas en lugar de bicicletas y, por lo tanto, (dependiendo de la jurisdicción) deben estar registradas y aseguradas, el conductor puede necesitar algún tipo de licencia de conducir (ya sea un automóvil o una motocicleta) y los cascos de motocicleta deben ser usados. En los Estados Unidos, muchos estados han adoptado S-Pedelecs en la categoría de Clase 3. Las bicicletas eléctricas Clase 3 están limitadas a <= 750 vatios de potencia y 28 mph. Power-on-demand y pedal-ayuda Algunas bicicletas eléctricas combinan tanto sensores de asistencia de pedal como un acelerador. Un ejemplo de esto es el eZee Torq y Adventure 24+ de BMEBIKES. El motor de este tipo de bicicleta eléctrica se activa al presionar el acelerador o al pedalear. Solo bajo demanda Algunas bicicletas eléctricas tienen un motor eléctrico que funciona solo con una potencia de demanda. En este caso, el motor eléctrico se activa y se opera manualmente mediante un acelerador, que generalmente se encuentra en la empuñadura, al igual que en una motocicleta o scooter. Este tipo de bicicletas eléctricas a menudo, pero no siempre, tienen motores más potentes que los pedelecs. Con el poder en demanda solo las bicicletas eléctricas el piloto puede: conducir solo con la potencia del pedal, es decir, completamente propulsado por humanos. conducir solo con un motor eléctrico accionando el acelerador manualmente. Paseo usando los dos juntos al mismo tiempo. Es difícil confundir algunas de las bicicletas eléctricas solo a pedido, y mucho menos categorizadas como, bicicletas. Por ejemplo, el Noped es un término utilizado por el Ministerio de Transporte de Ontario para bicicletas eléctricas que no tienen pedales o en las que se han retirado los pedales de su bicicleta motorizada. Estos están mejor categorizados como ciclomotores eléctricos o motocicletas eléctricas. Popularidad El uso de bicicletas eléctricas en todo el mundo ha experimentado un rápido crecimiento desde 1998. En 2016, se utilizaron a diario 210 millones de bicicletas eléctricas en todo el mundo. Se estima que había aproximadamente 120 millones de bicicletas eléctricas en China a principios de 2010, y las ventas se están expandiendo rápidamente en la India, los Estados Unidos de América, Alemania, los Países Bajos y Suiza. Un total de 700,000 bicicletas eléctricas se vendieron en Europa en 2010, en comparación con 200,000 en 2007 y 500,000 unidades en 2009. Hoy en día, China es el principal productor mundial de bicicletas eléctricas. De acuerdo con los datos de la Asociación de Bicicletas de China, un grupo industrial autorizado por el gobierno, en 2004 los fabricantes chinos vendieron 7,5 millones de bicicletas eléctricas en todo el país, lo que representó casi el doble de las ventas del año 2003; Las ventas nacionales alcanzaron los 10 millones en 2005 y de 16 a 18 millones en 2006. Técnico Motores y drivetrains Los dos tipos más comunes de motores de cubo usados ​​en bicicletas eléctricas son cepillados y sin escobillas. Hay muchas configuraciones disponibles, que varían en costo y complejidad; Se utilizan unidades de motor de transmisión directa y engranajes. Se puede agregar un sistema de asistencia de potencia eléctrica a casi cualquier ciclo de pedal utilizando la transmisión por cadena, la transmisión por correa, los motores de cubo o la transmisión por fricción. Los motores de cubo BLDC son un diseño moderno común. El motor está integrado en el mismo cubo de la rueda, y el estator se fija firmemente al eje, y los imanes se unen y giran con la rueda. El cubo de la rueda de la bicicleta es el motor. Los niveles de potencia de los motores utilizados están influenciados por las categorías legales disponibles y, a menudo, pero no siempre están limitados a menos de 750 vatios. Otro tipo de motor de asistencia eléctrica, a menudo conocido como el sistema de transmisión media, está aumentando en popularidad. Con este sistema, el motor eléctrico no está integrado en la rueda, sino que generalmente se monta cerca (a menudo debajo) de la carcasa del soporte inferior. En configuraciones más típicas, una rueda dentada o rueda en el motor impulsa una correa o cadena que se engancha con una polea o rueda dentada fijada a uno de los brazos del juego de bielas de la bicicleta. Así, la propulsión se proporciona en los pedales en lugar de en el volante, y finalmente se aplica a la rueda a través del tren de tracción estándar de la bicicleta. Debido a que la potencia se aplica a través de la cadena y la rueda dentada, la potencia se limita generalmente a alrededor de 250–500 vatios para proteger contra el desgaste rápido del tren motriz. Una unidad de transmisión eléctrica media combinada con un cubo de engranaje interno en el buje trasero puede requerir cuidado debido a la falta de un mecanismo de embrague para suavizar el impacto de los engranajes en el momento del reenganche. Una transmisión continuamente variable o un cubo de engranaje interno completamente automático pueden reducir los choques debido a la viscosidad de los aceites utilizados para el acoplamiento de líquidos en lugar de los acoplamientos mecánicos de los cubos de engranajes internos convencionales. Baterias Las bicicletas eléctricas utilizan baterías recargables, motores eléctricos y algún tipo de control. Los sistemas de baterías en uso incluyen ácido sellado de plomo (SLA), níquel-cadmio (NiCad), hidruro de níquel-metal (NiMH) o polímero de iones de litio (Li-ion). Las baterías varían según el voltaje, la capacidad de carga total (amperios por hora), el peso, el número de ciclos de carga antes de que se degrade el rendimiento y la capacidad para manejar las condiciones de carga de sobretensión. Los costos de energía de operar las bicicletas eléctricas son pequeños, pero puede haber costos considerables de reemplazo de la batería. La vida útil de un paquete de baterías varía según el tipo de uso. Los ciclos de descarga / recarga poco profundos ayudarán a extender la vida útil general de la batería. El rango es una consideración clave para las bicicletas eléctricas, y se ve afectado por factores como la eficiencia del motor, la capacidad de la batería, la eficiencia de la electrónica de conducción, la aerodinámica, las pendientes y el peso de la bicicleta y el ciclista. Algunos fabricantes, como el Canadian BionX o American Vintage Electric Bikes, tienen la opción de usar frenos regenerativos, el motor actúa como un generador para reducir la velocidad de la bicicleta antes de que se activen las pastillas de freno. Esto es útil para ampliar el alcance y la vida útil de las pastillas de freno y las llantas. También hay experimentos con pilas de combustible. por ejemplo, el PHB. También se han realizado algunos experimentos con supercondensadores para complementar o reemplazar baterías para automóviles y algunos SUVS. Las bicicletas eléctricas desarrolladas en Suiza a fines de la década de 1980 para la carrera de vehículos solares Tour de Sol venían con estaciones de carga solar, pero luego se instalaron en los techos y se conectaron para alimentar la red eléctrica. Las bicicletas fueron cargadas de la red eléctrica, como es común hoy en día. Mientras que las baterías de ebike fueron producidas principalmente por compañías más grandes en el pasado, muchas compañías pequeñas y medianas han comenzado a utilizar nuevos métodos innovadores para crear baterías más duraderas. El estado de la técnica, las máquinas de soldadura por puntos CNC de precisión automatizadas construidas a la medida creadas con 18650 paquetes de baterías se utilizan comúnmente entre los fabricantes de bicicletas de bricolaje. Controladores Hay dos tipos distintos de controladores diseñados para coincidir con un motor cepillado o un motor sin escobillas. Los motores sin escobillas son cada vez más comunes a medida que el costo de los controladores continúa disminuyendo. (Consulte la página sobre motores de CC que cubre las diferencias entre estos dos tipos). Controladores para motores sin escobillas: las bicicletas eléctricas requieren un par inicial alto y, por lo tanto, los modelos que usan motores sin escobillas generalmente tienen la conmutación del sensor Hall para medir la velocidad y el ángulo. Un controlador electrónico proporciona asistencia en función de las entradas del sensor, la velocidad del vehículo y la fuerza requerida. Los controladores generalmente permiten la entrada por medio de potenciómetro o empuñadura giratoria de efecto Hall (o palanca de mando accionada con el pulgar), control de velocidad en bucle cerrado para una regulación precisa de la velocidad, lógica de protección para sobretensión, sobrecorriente y protección térmica. Las bicicletas con una función de asistencia de pedal generalmente tienen un disco en el cigüeñal con un anillo de imanes acoplado con un sensor Hall que da lugar a una serie de pulsos, cuya frecuencia es proporcional a la velocidad de pedaleo. El controlador utiliza la modulación de ancho de pulso para regular la potencia del motor. A veces se proporciona apoyo para el frenado regenerativo, pero el frenado poco frecuente y la baja masa de las bicicletas limita la energía recuperada. Una implementación se describe en una nota de aplicación para un motor de CC sin escobillas (BLDC) de 200 W, 24 V. Controladores para motores cepillados: los motores cepillados también se utilizan en bicicletas eléctricas, pero se están volviendo menos comunes debido a su menor eficiencia intrínseca. Sin embargo, los controladores para motores con escobillas son mucho más simples y económicos debido a que no requieren retroalimentación del sensor de pasillo y, por lo general, están diseñados para ser controladores de circuito abierto. Algunos controladores pueden manejar múltiples voltajes. Variaciones de diseño No todas las bicicletas eléctricas adoptan la forma de bicicletas de empuje convencionales con un motor incorporado, como las bicicletas Cytronex que usan una batería pequeña disfrazada de una botella de agua. Algunos están diseñados para tomar la apariencia de motocicletas de baja capacidad, pero de menor tamaño y que consisten en un motor eléctrico en lugar de un motor de gasolina. Por ejemplo, la Sakura e-bike incorpora un motor de 200 W que se encuentra en las e-bikes estándar, pero también incluye un revestimiento de plástico, luces delanteras y traseras, y un velocímetro. Se diseña como un ciclomotor moderno, y se confunde a menudo para uno. Convertir una bicicleta no eléctrica en su equivalente eléctrico puede ser complicado, pero ahora hay disponibles en el mercado numerosas soluciones de "reemplazar una rueda". Un remolque de empuje eléctrico es un diseño de bicicleta eléctrica que incorpora un motor y una batería en un remolque que empuja cualquier bicicleta. Uno de esos remolques es el Ridekick de dos ruedas. Otros diseños más raros incluyen el de una bicicleta eléctrica de estilo 'helicóptero', que está diseñada como una bicicleta eléctrica más 'divertida' o 'novedosa' que como una ayuda de movilidad o modo de transporte útil. Las bicicletas eléctricas de carga permiten al ciclista transportar artículos grandes y pesados ​​que serían difíciles de transportar sin energía eléctrica que complementa la entrada de energía humana. Varios diseños (incluidos los mencionados anteriormente) están diseñados para encajar dentro de la mayoría de las leyes de área, y los que contienen pedales se pueden usar en carreteras en el Reino Unido, entre otros países. También hay bicicletas eléctricas plegables disponibles. Los bicicletas de auto-equilibrio eléctrico no se ajustan a la legislación sobre bicicletas eléctricas en la mayoría de los países y, por lo tanto, no se pueden usar en la carretera, pero sí en la acera. Son los ciclos eléctricos más baratos y utilizados por los que viajan en la última milla, para uso urbano y para ser combinados con el transporte público, incluidos los autobuses. Triciclos También se han fabricado triciclos eléctricos que se ajustan a la legislación sobre bicicletas eléctricas. Estos tienen el beneficio de una estabilidad adicional a baja velocidad y con frecuencia son favorecidos por personas con discapacidades. Los triciclos que transportan carga también están ganando aceptación, con un número pequeño pero creciente de correos que los utilizan para la entrega de paquetes en los centros urbanos. Los últimos diseños de estos triciclos se parecen a un cruce entre un ciclo de pedal y una pequeña furgoneta. Usos El uso de un pedelec ofrece varias ventajas (usualmente una velocidad promedio más alta que las bicicletas convencionales, en algunos casos incluso más alta que en los autos, dependiendo de la condición del conductor). La ventaja es la menor cantidad de emisiones (baja emisión de ruido) en comparación con otros transportes motorizados, especialmente en vehículos con motores de combustión interna, si se utilizan bicicletas eléctricas o pedelecs como alternativa a estos. Los costos de adquisición son considerablemente más altos que para una bicicleta convencional. Además de los costos del desgaste normal, también está la eventual sustitución del acumulador. A diferencia de otros medios de transporte, los costos de la electricidad son de unos pocos decenas de centavos por cada 100 km. Existen diferentes áreas de uso con diferentes requerimientos: Uso profesional: servicios postales (envío postal), policía (en áreas de tráfico restringido), flotas de vehículos de la empresa, conducción al trabajo (pasajeros). Uso turístico: estaciones de alquiler en estaciones de ferrocarril y centros turísticos, en complejos turísticos o balnearios. Uso privado según sea necesario. Experiencias de uso general Pedelecs puede alcanzar velocidades de 25-45 km / hy más, dependiendo del rendimiento del motor, la persona que conduce y el registro. Los conductores entrenados en promedio logran con un pedelec rápido sobre el rendimiento de los atletas de bicicleta sin motor, vienen con las baterías habituales (sin cambio) pero menos lejos. Las altas velocidades promedio de las bicicletas eléctricas de alta velocidad los convierten en los vehículos promedio más rápidos en rutas más cortas en la ciudad. La anterior aceptación vacilante de las bicicletas eléctricas se debió principalmente a la historia de la tecnología de acumuladores. Si la tecnología de la bicicleta se considera madura, entonces el largo tiempo no fue para la tecnología de la batería. Las baterías con un rango bajo o muy reducido, efecto de memoria, etc. dificultaron la popularidad, especialmente en el segmento de precios bajos. Como los fabricantes europeos, en particular, tenían la vista puesta en el grupo objetivo de personas mayores de 50 años durante mucho tiempo, solo las ruedas diseñadas adecuadamente se comercializaron durante mucho tiempo. Esto llevó a la imagen inicial de "rueda de la abuela" de las ruedas asistidas eléctricamente, que aún se detiene localmente. En la actualidad, las bicicletas eléctricas modernas tienen baterías de tracción basadas principalmente en baterías de polímero de litio, y muy raramente sobre la base de fosfato de litio-hierro (LiFePO 4) -Akkumulatoren. En contraste con las tecnologías más antiguas, las baterías modernas muestran claras ventajas (alta densidad de energía, por lo tanto Rango más largo con menor peso, vida más larga, sin efecto memoria. Una batería debe estar diseñada para el consumo máximo de energía a corto plazo del motor. Esto es básicamente asegurado con los acumuladores modernos. En baterías de plomo más antiguas, solo se dio si ha utilizado baterías especiales de conducción de alta corriente. En el pasado, muchas baterías de bicicletas eléctricas no soportaban duramente la carga de alta corriente porque las celdas utilizadas no eran resistentes a la corriente alta, lo que en particular provocaba una sobrecarga cuando las bicicletas eléctricas se conducían con frecuencia en pendientes. Este problema está excluido en los acumuladores modernos por la llamada gestión de la batería, posiblemente Distancia Una batería con una potencia de, por ejemplo, 36 V y 10 Ah (masa 1.9-5.1 kg) tiene un contenido energético de aprox. 36 V × 10 Ah = 360 Wh (para comparación: 1 kg de gasolina suministra 11,500 Wh). La conversión de energía eléctrica en trabajo mecánico depende de la eficiencia del motor y del control del motor, bajo pérdida de calor. Típicamente, esto resulta en pérdidas de alrededor del 25 por ciento. Por lo tanto, un pedelec con un controlador de 70 kg (masa total ≈100 kg) se maneja puramente computacionalmente en una pendiente del 1,4% a 21 km de distancia con la energía de la batería; este ejemplo de cálculo en la práctica nunca es relevante, ya que el conductor en un pedelec siempre debe unirse. . El rango total depende de muchos factores (peso, inclinación, tamaño del acumulador, presión de los neumáticos, modo de soporte seleccionado, etc.), por lo que es casi imposible dar un rango general. Aproximadamente superpuesto, este es el estado actual de la técnica en dependencia de todos estos factores entre menos de 40 y más de 120 km. (Por supuesto, esta limitación del radio de acción se aplica solo a aquellos en los que se dispone de asistencia motora). En algunos modelos, se incluyen dos baterías conmutables consecutivamente en las bolsas de equipaje como estándar. Solo con los motores de cubo de rueda de accionamiento directo (sin rueda libre) es posible regenerar, la llamada recuperación. Aquí, como en una dinamo, la energía cinética se utiliza para cargar durante el frenado en energía eléctrica. Como resultado, el rango puede incrementarse significativamente en el tráfico de la ciudad o en la región montañosa. En pruebas independientes, el rango se incrementó en un 11%. Se señala en los informes de pruebas y en los manuales de operación de algunos modelos de fabricantes que la temperatura exterior también influye en los rangos por factores igualmente altos. En general, las influencias (con la misma capacidad de la batería) se describen como tan diversas que z. B. de acuerdo con el Ciclo de Derby "El rango más grande alcanzado puede ser hasta 7 veces más grande que el rango más bajo". La batería no se puede "repostar" en solo unos minutos, como en un vehículo de gasolina, el ciclo de carga de la batería demora varias horas, según el modelo. A pesar de la limitada gama, las bicicletas eléctricas tienen una potencia de peso mucho mejor que las motocicletas convencionales. Vida útil del acumulador. El acumulador se agota después de un cierto número de ciclos de carga y descarga, por lo que el rango cae demasiado lejos. La cantidad de ciclos que haga posible depende de la química de la batería y de la calidad del control y la electrónica de carga utilizada. Con NiCd Battery One cuenta con 1000, con NiMH con 700 y con Li-Ion con 500 ciclos. Con el acumulador de fosfato de litio y hierro, son posibles números de ciclo de hasta más de 1000; después de eso, la capacidad ha disminuido a alrededor del 60%. Los conceptos avanzados de administración de la batería con el acondicionamiento de celdas individuales durante el funcionamiento aumentan la vida útil. Se encuentran particularmente en baterías de litio de alta calidad. Según varios estudios, las baterías de Li-Ion tienen una vida útil más larga, si a menudo se recargan solo, en lugar de una batería completamente vacía, siempre se recargan completamente. Sin embargo, varias cargas parciales solo cuentan parcialmente como un ciclo de carga. Además, las baterías de iones de litio no deben almacenarse sin usar cuando están completamente cargadas durante mucho tiempo. Beneficios de la salud Las bicicletas eléctricas pueden ser una parte útil de los programas de rehabilitación cardíaca, ya que los profesionales de la salud a menudo recomiendan que se use una bicicleta estacionaria en las primeras etapas de estos. Los programas de rehabilitación cardíaca basados ​​en el ejercicio pueden reducir las muertes en personas con enfermedad coronaria en alrededor del 27%; y un paciente puede sentirse más seguro progresando de bicicletas fijas a bicicletas eléctricas. Requieren menos esfuerzo cardíaco para aquellos que han experimentado problemas del corazón. Las bicicletas eléctricas también pueden proporcionar una fuente de ejercicio para las personas que tienen problemas para hacer ejercicio durante un tiempo prolongado (debido a lesiones o peso excesivo, por ejemplo), ya que la bicicleta puede permitir que el ciclista tome descansos cortos durante el pedaleo y también le brinde confianza. para que puedan completar la ruta seleccionada sin fatigarse demasiado o sin haber forzado demasiado las articulaciones de sus rodillas (las personas que necesitan usarlas sin desgastarlas innecesariamente pueden, en algunas bicicletas eléctricas, ajustar el nivel de asistencia motora segun el terreno). Un estudio de la Universidad de Tennessee proporciona evidencia de que el gasto de energía (EE) y el consumo de oxígeno (VO2) para las bicicletas eléctricas son un 24% más bajos que para las bicicletas convencionales, y un 64% más bajos que para caminar. Además, el estudio señala que la diferencia entre bicicletas eléctricas y bicicletas es más pronunciada en los segmentos de subida. Alcanzar el VO2 Max, realmente puede ayudar a su cuerpo como un todo. La profesora Janet Lord de la Universidad de Birmingham en el Reino Unido publicó un estudio que examinó a ciclistas mayores, "El estudio analizó la masa muscular, el colesterol en la sangre, su VO2 máximo, la función pulmonar y en muchas de esas medidas descubrimos que no envejecieron". ! Sin pérdida de músculo, sus huesos estaban un poco delgados (pero nada como la población general), su presión arterial no aumentó. Hay personas que afirman haber perdido una cantidad considerable de peso con una bicicleta eléctrica. Sin embargo, un estudio de cohorte prospectivo reciente encontró que las personas que usan bicicletas eléctricas tienen un IMC más alto. Al hacer que el terreno del ciclismo no sea un problema, las personas que de otra forma no lo considerarían pueden usar la asistencia eléctrica cuando sea necesario y pedalear lo más que puedan. Esto significa que las personas con niveles de condición física más bajos o que no han realizado un ciclo en muchos años pueden comenzar a disfrutar de los muchos beneficios para la salud que ofrecen las bicicletas eléctricas. Efectos ambientales Las bicicletas eléctricas son vehículos de cero emisiones, ya que no emiten subproductos de combustión. Sin embargo, se deben tener en cuenta los efectos ambientales de la generación de electricidad y la distribución de energía y de la fabricación y eliminación de baterías de alta densidad de almacenamiento (vida limitada). Incluso con estos problemas considerados, se afirma que las bicicletas eléctricas tienen un impacto ambiental significativamente menor que los automóviles convencionales, y en general se consideran ambientalmente deseables en un entorno urbano. Los efectos ambientales involucrados en la recarga de las baterías pueden, por supuesto, reducirse. El pequeño tamaño de la batería en una bicicleta eléctrica, en comparación con el paquete más grande utilizado en un automóvil eléctrico, los hace muy buenos candidatos para cargar a través de energía solar u otros recursos de energía renovable. Sanyo aprovechó este beneficio cuando creó "estacionamientos solares", en los cuales los ciclistas de e-bike pueden cargar sus vehículos mientras están estacionados bajo paneles fotovoltaicos. Las credenciales medioambientales de las bicicletas eléctricas, y los híbridos eléctricos / humanos en general, han llevado a algunas autoridades municipales a utilizarlas, como Little Rock, Arkansas, con sus bicicletas eléctricas Wavecrest o la policía de Cloverdale, California, con zap e-bikes. Los fabricantes chinos de bicicletas eléctricas, como Xinri, ahora se están asociando con universidades para mejorar su tecnología en línea con los estándares ambientales internacionales, respaldados por el gobierno chino que desea mejorar el potencial de exportación de las bicicletas eléctricas fabricadas en China. Tanto los reguladores de la gestión del suelo como los defensores del acceso a los senderos para bicicletas de montaña han argumentado a favor de la prohibición de bicicletas eléctricas en los senderos al aire libre que son accesibles para las bicicletas de montaña, citando posibles peligros para la seguridad, así como el potencial de las bicicletas eléctricas para dañar los senderos. Sin embargo, un estudio realizado por la Asociación Internacional de Ciclismo de Montaña encontró que los impactos físicos de las bicicletas de montaña eléctricas de baja potencia con pedales pueden ser similares a las bicicletas de montaña tradicionales. Un estudio reciente sobre el impacto ambiental de las bicicletas eléctricas frente a otras formas de transporte encontró que las bicicletas eléctricas son: 18 veces más eficiente que un SUV 13 veces más eficiente que un sedán. 6 veces más eficiente que el transporte ferroviario y, de igual impacto sobre el medio ambiente como una bicicleta convencional. Una preocupación importante es la eliminación de las baterías de plomo usadas, que pueden causar contaminación ambiental si no se reciclan. Existen normas de envío estrictas para las baterías de iones de litio, debido a cuestiones de seguridad. En este sentido, las baterías de fosfato de hierro y litio son más seguras que las baterías de óxido de cobalto y litio. Seguridad vial La experiencia de China, como el principal mercado mundial de bicicletas eléctricas, ha suscitado preocupaciones sobre la seguridad vial y varias ciudades han considerado prohibirles el acceso a los carriles para bicicletas. A medida que aumenta el número de bicicletas eléctricas y se usan motores más potentes, capaces de alcanzar hasta 30 millas por hora (48 km / h), el número de accidentes de tráfico ha aumentado significativamente en China. Los ciclistas de bicicletas eléctricas tienen más probabilidades que un conductor de automóvil de morir o lesionarse en una colisión, y como los ciclistas electrónicos usan carriles de bicicleta convencionales, se mezclan con bicicletas y peatones de movimiento más lento, lo que aumenta el riesgo de colisiones de tránsito.