Una bicicletta elettrica, anche conosciuta come e-bike, powerbike o booster, è una bicicletta con un motore elettrico integrato che può essere utilizzato per la propulsione. Molti tipi di e-bike sono disponibili in tutto il mondo, dalle e-bike che hanno solo un piccolo motore per aiutare la potenza del pedale del ciclista (ad es., Pedelec) ad e-bike un po ‘più potenti che si avvicinano alla funzionalità del ciclomotore: tutto, tuttavia, mantenere la capacità di essere pedalato dal pilota e quindi non sono motocicli elettrici.

Le E-bike utilizzano batterie ricaricabili e quelle più leggere possono viaggiare fino a 25 – 32 km / h (da 16 a 20 mph), a seconda delle leggi locali, mentre le varietà più potenti possono spesso superare i 45 km / h ( 28 mph). In alcuni mercati, come la Germania del 2013, stanno guadagnando popolarità e prendendo una certa quota di mercato lontano dalle biciclette convenzionali, mentre in altri, come la Cina dal 2010, stanno sostituendo i ciclomotori a combustibile fossile e le piccole motociclette.

A seconda delle leggi locali, molte e-bike (ad esempio, pedelec) sono legalmente classificate come biciclette piuttosto che motorini o motocicli. Questo li esenta dalle leggi più severe riguardanti la certificazione e il funzionamento di veicoli a due ruote più potenti che sono spesso classificati come motocicli elettrici. Le biciclette elettriche possono anche essere definite separatamente e trattate secondo le leggi della bicicletta elettrica.

Le E-bike sono le versioni motorizzate elettriche di biciclette motorizzate, che sono in uso dalla fine del XIX secolo. Alcuni sistemi di condivisione di biciclette li usano.

operazione
Il VAE è una bicicletta che ha l’assistenza elettrica. Questa assistenza mira a fornire un complemento alla pedalata. Consiste di un motore, una batteria, un controller e sensori.

I sensori rilevano la presenza della pedalata, la sua cadenza, la forza esercitata sui pedali, la posizione di un possibile acceleratore e la frenata.

Un controller incorpora i parametri che qualificano il comportamento della bicicletta in base al profilo dell’utente scelto dal produttore. Regola il consumo di corrente e controlla il motore nelle sue varie fasi di funzionamento: avvio, velocità continua, accelerazione, ecc. Dalle informazioni trasmesse dai sensori.

L’utente ha, a seconda del modello, la possibilità di tagliare o dosare il livello di assistenza durante la guida, attraverso un selettore o un “acceleratore”.

Su alcune moto del mozzo, la batteria si carica automaticamente in frenata e in discesa. La frenatura è facilitata dal freno motore.

motori
Motore del mozzo: facile da installare, si adatta al posto di un asse ruota anteriore o posteriore.
Motore remoto: la trasmissione avviene tramite una cinghia o una catena che agisce su una piastra di trasmissione posta sull’asse di una ruota. La posizione del motore è libera.
Motore a pedale: agisce direttamente sull’asse del pedale della bicicletta. È costituito da un blocco comprendente tutti i componenti della trazione elettrica: il motore, i sensori e l’elettronica di controllo. Può essere installato solo su un frame specifico.
Motore ad attrito: motore a frizione a rulli sul battistrada del pneumatico anteriore o posteriore. E ‘stato utilizzato sul ciclomotore Solex.

Batterie
Per VAE, la batteria al litio è principalmente utilizzata; le altre tecnologie, piombo o nichel, sono state progressivamente abbandonate su VAE commercializzate in Europa.

Il peso della batteria, a lungo problematico, oggi beneficia di miglioramenti significativi relativi agli ioni di litio e ai polimeri di litio. Pertanto, una batteria al piombo pesa circa 13 kg, mentre una batteria al litio pesa circa 3 kg a parità di voltaggio e capacità.

La ricarica completa della batteria richiede da 3 a 8 ore a seconda della tecnologia della batteria e del caricabatterie. Ricarichi veloci sono possibili con caricatori e batterie appropriati. Questi tipi di accumulatori non supportano scariche profonde, quindi è consigliabile ricaricarli il più spesso possibile, o anche rimanere in carica durante i periodi di non utilizzo, i caricabatterie moderni sono particolarmente ben studiati per questi casi.

Sotto il nome “Litio” esistono diverse tecnologie con caratteristiche sostanzialmente diverse. Nel 2015, le batterie LiE-Ion, Litio Polimero (LIPO) e LiFePO4 sono utilizzate principalmente sul VAE. Le prime due tecnologie consentono di ottenere batterie molto leggere ma sensibili a carichi e scarichi freddi e pesanti. LiFePO4 è considerato più sicuro (fuoco), accetta correnti di carica più elevate (minor tempo di ricarica) e soprattutto ha una vita più lunga (un migliaio di cicli e più).

La batteria rimane uno dei punti deboli della bici elettrica, come per le auto elettriche. Anche al di fuori della sua vita teorica, è facile non gestire correttamente questo elemento, e il prezzo di sostituzione è molto importante, diverse centinaia di euro per una batteria al litio.

La batteria di una bici elettrica è sensibile alle differenze di temperatura: i produttori offrono un intervallo di temperatura ideale per avere la migliore autonomia possibile.

Le batterie sono sensibili agli urti: le sostanze chimiche sono contenute in involucri fragili che possono perforare e persino incendiarsi.

Classi
Le bici elettriche sono classificate in base alla potenza che può fornire il loro motore elettrico e al sistema di controllo, cioè quando e come viene applicata la potenza dal motore. Anche la classificazione delle e-bike è complicata, in quanto gran parte della definizione è dovuta a motivi legali relativi a ciò che costituisce una bicicletta ea ciò che costituisce un ciclomotore o una motocicletta. In quanto tale, la classificazione di queste e-bike varia notevolmente tra paesi e giurisdizioni locali.

Nonostante queste complicazioni legali, la classificazione delle e-bike è principalmente determinata dal fatto che il motore della e-bike assista il pilota utilizzando un sistema di pedalata assistita o uno power-on-demand. Le definizioni di questi sono i seguenti:

Con il pedale assistita, il motore elettrico viene regolato dalla pedalata. Il pedale aiuta gli sforzi del ciclista quando pedalano. Queste e-bike – chiamate pedelec – hanno un sensore per rilevare la velocità di pedalata, la forza di pedalata o entrambe. L’attivazione del freno viene rilevata per disabilitare anche il motore.
Con power-on-demand il motore viene azionato da un acceleratore, solitamente montato sul manubrio proprio come nella maggior parte dei motocicli o scooter.

Pertanto, in generale, le e-bike possono essere classificate come:

E-bike con solo pedalata assistita: i Pedelec (legalmente classificati come biciclette) o gli S-Pedelec (spesso classificati come ciclomotori)
Pedelec: ha solo pedalata assistita, il motore assiste solo fino a una velocità decente ma non eccessiva (di solito 25 km / h), la potenza del motore fino a 250 watt, spesso legalmente classificata come biciclette
S-Pedelec: solo con pedale assistito, la potenza del motore può essere superiore a 250 watt, può raggiungere una velocità maggiore (ad esempio 45 km / h) prima che il motore smetta di assistere, classificato legalmente come un ciclomotore o una motocicletta (non una bicicletta)
E-bike con power-on-demand e pedalata assistita
E-bike con solo power-on-demand: spesso hanno motori più potenti dei pedelec ma non sempre, i più potenti di questi sono legalmente classificati come ciclomotori o motocicli

Solo pedale
Le biciclette elettriche con solo pedale assistito sono di solito denominate pedelec ma possono essere classificate in modo generico in Pedelec corretto e S-Pedelecs più potente.

pedelec
Il termine “pedelec” (dal ciclo elettrico del pedale) si riferisce a una bici elettrica a pedalata assistita con un motore elettrico relativamente basso e una velocità massima decente, ma non eccessiva. I Pedelec sono legalmente classificati come biciclette piuttosto che motociclette o motorini a bassa potenza.

La definizione più influente di pedelec e che non proviene dall’UE. La direttiva UE (norma EN15194) per i veicoli a motore considera una bicicletta un pedelec se:

il pedale assistito, cioè l’assistenza motorizzata che si attiva solo quando il ciclista sta pedalando, si ritira una volta raggiunta la velocità di 25 km / h, e
quando il motore produce una potenza nominale continua massima non superiore a 250 watt (n.b il motore può produrre più potenza per brevi periodi, ad esempio quando il ciclista fatica a risalire una ripida collina).

Un’e-bike conforme a queste condizioni è considerata un pedelec nell’UE ed è legalmente classificata come una bicicletta. Lo standard EN15194 è valido in tutta l’UE ed è stato adottato anche da alcune nazioni europee non UE e anche da alcune giurisdizioni extraeuropee (come lo stato di Victoria in Australia).

I pedelec sono molto simili alle biciclette convenzionali in uso e in funzione: il motore elettrico fornisce solo assistenza, ad esempio, quando il ciclista sta salendo o sta lottando contro un vento contrario. I Pedelec sono quindi particolarmente utili per le persone che si trovano in zone collinari dove andare in bicicletta sarebbe troppo faticoso per molti per considerare l’uso della bicicletta come mezzo di trasporto quotidiano. Sono anche utili per i corridori che hanno più bisogno di assistenza, ad es. per persone con problemi cardiaci, muscolari delle gambe o articolazioni del ginocchio.

S-Pedelec
Pedelec più potenti che non sono legalmente classificati come biciclette sono soprannominati S-Pedelecs (abbreviazione di Schnell-Pedelecs, cioè Speedy-Pedelecs) in Germania. Questi hanno un motore più potente di 250 watt e meno limitato, o illimitato, di pedalata assistita, cioè il motore non smette di assistere il ciclista una volta raggiunti i 25 km / h. Le biciclette elettriche classiche S-Pedelec sono quindi generalmente classificate come ciclomotori o motocicli anziché come biciclette e quindi possono (a seconda della giurisdizione) essere registrati e assicurati, il pilota può aver bisogno di una sorta di patente di guida (auto o moto) e i caschi per motociclisti potrebbero dover essere indossati. Negli Stati Uniti, molti stati hanno adottato gli S-Pedelec nella categoria di Classe 3. Gli ebikes di classe 3 sono limitati a <= 750 watt di potenza e 28 mph. Accensione e pedalata assistita Alcune e-bike combinano sia i sensori di pedalata assistita sia l'acceleratore. Un esempio di questi è eZee Torq e Adventure 24+ di BMEBIKES. Il motore su questo tipo di e-bike si attiva premendo l'acceleratore o pedalando. Solo Power-on-demand Alcune e-bike hanno un motore elettrico che funziona solo su base power-on-demand. In questo caso, il motore elettrico viene innestato e azionato manualmente utilizzando una valvola a farfalla, che di solito è sull'impugnatura, proprio come quelli su una moto o uno scooter. Questi tipi di e-bike spesso, ma non sempre, hanno motori più potenti dei pedelec. Con le e-bike power-on-demand il pilota può: cavalca con la sola potenza del pedale, cioè completamente umano. guidare con il solo motore elettrico azionando manualmente l'acceleratore. guidare usando entrambi insieme allo stesso tempo. Alcune biciclette elettriche a richiesta possono essere facilmente confuse con, per non dire categorizzate, come biciclette. Ad esempio, il Noped è un termine usato dal Ministero dei Trasporti dell'Ontario per le biciclette elettriche che non hanno pedali o in cui i pedali sono stati rimossi dalla loro bicicletta motorizzata. Questi sono meglio classificati come ciclomotori elettrici o motocicli elettrici. Popolarità L'uso di E-bike in tutto il mondo ha registrato una rapida crescita dal 1998. Nel 2016 ci sono stati 210 milioni di bici elettriche in tutto il mondo utilizzate quotidianamente. Si stima che all'inizio del 2010 ci fossero circa 120 milioni di e-bike in Cina e le vendite si stanno espandendo rapidamente in India, negli Stati Uniti d'America, in Germania, nei Paesi Bassi e in Svizzera. Nel 2010 sono state vendute in Europa 700.000 bici elettriche, rispetto alle 200.000 del 2007 e alle 500.000 unità del 2009. Oggi, la Cina è il principale produttore mondiale di biciclette elettriche. Secondo i dati della China Bicycle Association, un gruppo industriale fondato nel governo, nel 2004 i produttori cinesi hanno venduto 7,5 milioni di e-bike a livello nazionale, ovvero quasi il doppio delle vendite del 2003; le vendite sul mercato interno hanno raggiunto 10 milioni nel 2005 e tra 16 e 18 milioni nel 2006. Tecnico Motori e trasmissioni I due tipi più comuni di motori hub utilizzati nelle biciclette elettriche sono spazzolati e senza spazzole. Sono disponibili molte configurazioni, che variano in termini di costi e complessità; vengono utilizzate entrambe le unità con azionamento diretto e motoriduttore. Un sistema elettrico di assistenza alla potenza può essere aggiunto a quasi tutti i cicli del pedale mediante trasmissione a catena, trasmissione a cinghia, motori del mozzo o trasmissione a frizione. I motori dei mozzi BLDC sono un design moderno comune. Il motore è incorporato nel mozzo della ruota stessa, e lo statore fissato solidamente all'asse, e i magneti attaccati e rotanti con la ruota. Il mozzo della ruota della bicicletta è il motore. I livelli di potenza dei motori utilizzati sono influenzati dalle categorie legali disponibili e sono spesso, ma non sempre limitati a meno di 750 watt. Un altro tipo di motore elettrico assistito, spesso definito come il sistema a medio motore, sta aumentando di popolarità. Con questo sistema, il motore elettrico non è integrato nella ruota, ma di solito è montato vicino (spesso sotto) alla scatola del movimento centrale. Nelle configurazioni più tipiche, un ingranaggio o una ruota del motore aziona una cinghia o una catena che si impegna con una puleggia o una ruota dentata fissata a uno dei bracci della pedivella della bicicletta. Pertanto la propulsione viene fornita ai pedali anziché alla ruota, per essere infine applicata alla ruota tramite il treno di trasmissione standard della bicicletta. Poiché la potenza viene applicata attraverso la catena e il pignone, la potenza è generalmente limitata a circa 250-500 watt per proteggersi dall'usura rapida della trasmissione. Un mid-drive elettrico combinato con un mozzo del cambio interno sul mozzo posteriore può richiedere attenzione a causa della mancanza di un meccanismo di frizione per ammorbidire l'ammortizzatore alle marce al momento del re-ingaggio. Una trasmissione a variazione continua o un mozzo del cambio interno completamente automatico può ridurre gli urti dovuti alla viscosità degli oli utilizzati per l'accoppiamento del liquido al posto degli accoppiamenti meccanici dei mozzi interni convenzionali. Batterie Le biciclette elettriche usano batterie ricaricabili, motori elettrici e qualche forma di controllo. I sistemi di batterie in uso includono piombo sigillato acido (SLA), nickel-cadmio (NiCad), nickel-metallo idruro (NiMH) o polimero agli ioni di litio (Li-ion). Le batterie variano in base alla tensione, alla capacità di carica totale (ore di ampli), al peso, al numero di cicli di ricarica prima che le prestazioni si degradino e alla capacità di gestire le condizioni di carica a sovratensione. I costi energetici per il funzionamento delle e-bike sono ridotti, ma i costi di sostituzione della batteria possono essere considerevoli. La durata della batteria varia a seconda del tipo di utilizzo. Cicli di scarica / ricarica superficiali contribuiranno ad allungare la durata complessiva della batteria. La gamma è un fattore chiave nelle e-bike ed è influenzata da fattori quali l'efficienza del motore, la capacità della batteria, l'efficienza dell'elettronica di guida, l'aerodinamica, le colline e il peso della bici e del pilota. Alcuni produttori, come il canadese BionX o American Vintage Electric Bikes, hanno la possibilità di utilizzare la frenatura rigenerativa, il motore agisce come un generatore per rallentare la bici prima che le pastiglie dei freni si innestino. Questo è utile per estendere la portata e la durata delle pastiglie dei freni e dei cerchioni. Esistono anche esperimenti che utilizzano celle a combustibile. per esempio. il PHB. Alcuni esperimenti sono stati condotti anche con super condensatori per integrare o sostituire le batterie per auto e alcuni SUV. Le E-bike sviluppate in Svizzera alla fine degli anni '80 per la gara dei veicoli solari del Tour de Sol sono state dotate di stazioni di ricarica solare, ma successivamente sono state fissate su tetti e collegate in modo da alimentare la rete elettrica. Le biciclette sono state quindi caricate dalla rete elettrica, come è comune oggi. Mentre le batterie ebike venivano prodotte principalmente da aziende più grandi in passato, molte piccole e medie imprese hanno iniziato a utilizzare nuovi metodi innovativi per creare batterie più resistenti. Lo stato dell'arte, le macchine di saldatura a punti CNC di precisione automatizzata create su misura hanno creato 18650 pacchi batteria comunemente usati tra i produttori di ebike fai-da-te. Controller Esistono due tipi distinti di controller progettati per adattarsi a un motore a spazzole oa un motore senza spazzole. I motori brushless stanno diventando più comuni poiché il costo dei controller continua a diminuire. (Vedi la pagina sui motori DC che copre le differenze tra questi due tipi). Controller per motori brushless: le E-bike richiedono un'elevata coppia iniziale e pertanto i modelli che utilizzano motori brushless hanno in genere la commutazione del sensore Hall per la misurazione della velocità e dell'angolo. Un controller elettronico fornisce assistenza in funzione degli ingressi del sensore, della velocità del veicolo e della forza richiesta. Generalmente, i controller consentono l'ingresso tramite potenziometro o impugnatura a spirale ad effetto Hall (o comando a leva a leva), controllo della velocità a circuito chiuso per una regolazione precisa della velocità, logica di protezione per sovratensione, sovracorrente e protezione termica. Le biciclette con una funzione di pedalata assistita hanno tipicamente un disco sull'albero a manovella con un anello di magneti accoppiato con un sensore Hall che dà origine a una serie di impulsi, la cui frequenza è proporzionale alla velocità di pedalata. Il controller utilizza la modulazione della larghezza dell'impulso per regolare la potenza del motore. A volte viene fornito supporto per la frenata rigenerativa ma la frenata non frequente e la bassa massa di biciclette limitano l'energia recuperata. Un'implementazione è descritta in una nota applicativa per un motore Brushless DC (BLDC) da 200 W, 24 V. Controller per motori spazzolati: i motori spazzolati sono anche utilizzati nelle e-bike, ma stanno diventando meno comuni a causa della loro intrinseca minore efficienza. I controller per i motori a spazzole sono tuttavia molto più semplici e più economici in quanto non richiedono il feedback del sensore di sala e sono generalmente progettati per essere controllori a circuito aperto. Alcuni controller possono gestire più tensioni. Variazioni di design Non tutte le bici elettriche assumono la forma di biciclette convenzionali a spinta con un motore incorporato, come le biciclette Cytronex che utilizzano una piccola batteria mascherata da una bottiglia d'acqua. Alcuni sono progettati per assumere l'aspetto di motocicli a bassa capacità, ma di dimensioni più ridotte e costituiti da un motore elettrico anziché da un motore a benzina. Ad esempio, l'e-bike Sakura incorpora un motore da 200 W che si trova sulle e-bike standard, ma include anche rivestimenti in plastica, luci anteriori e posteriori e un tachimetro. È stilizzato come un moderno ciclomotore e viene spesso scambiato per uno. Trasformare una bicicletta non elettrica in un equivalente elettrico può essere complicato, ma numerose soluzioni "sostituiscono una ruota" sono ora disponibili sul mercato. Un rimorchio a spinta elettrico è un progetto di e-bike che incorpora un motore e una batteria in un rimorchio che spinge qualsiasi bicicletta. Uno di questi è il Ridekick a due ruote. Altri modelli più rari includono quello di una bicicletta elettrica a forma di 'chopper', che è concepita come più di una e-bike 'divertente' o 'novità' piuttosto che un aiuto o un mezzo di trasporto finalizzato alla mobilità. Le bici da carico elettriche consentono al motociclista di trasportare oggetti pesanti e di grandi dimensioni che sarebbero difficili da trasportare senza la presenza di energia elettrica che integri l'alimentazione umana. Vari design (compresi quelli sopra menzionati) sono progettati per adattarsi alla maggior parte delle leggi locali e quelli che contengono pedali possono essere utilizzati su strade nel Regno Unito, tra gli altri paesi. Sono anche disponibili biciclette elettriche pieghevoli. I monocicli elettrici autobilanciati non sono conformi alla legislazione sulle biciclette elettriche nella maggior parte dei paesi e quindi non possono essere utilizzati sulla strada, ma possono essere utilizzati sul marciapiede. Sono i cicli elettrici più economici e utilizzati dai pendolari dell'ultimo miglio, per uso urbano e da combinare con i trasporti pubblici, compresi gli autobus. tricicli Sono anche stati prodotti dei tricicli elettrici conformi alla legislazione sulle biciclette elettriche. Questi hanno il vantaggio di una maggiore stabilità a bassa velocità e sono spesso favoriti dalle persone con disabilità. Anche il trasporto di tricicli porta il carico, con un piccolo ma crescente numero di corrieri che li utilizzano per consegne di pacchi nei centri urbani. Gli ultimi modelli di questi trike assomigliano a un incrocio tra un ciclo di pedali e un piccolo furgone. usi L'uso di un Pedelec offre diversi vantaggi (in genere una velocità media più elevata rispetto alle biciclette convenzionali, in alcuni casi addirittura superiore rispetto alle auto, a seconda delle condizioni del ciclista). Il vantaggio sono le emissioni più basse (basse emissioni acustiche) rispetto ad altri mezzi di trasporto motorizzati, in particolare per i veicoli con motori a combustione interna, se in alternativa vengono utilizzate bici elettriche o Pedelec. I costi di acquisizione sono considerevolmente più alti rispetto a quelli di una bicicletta convenzionale. Oltre ai costi per normale usura, c'è anche l'eventuale sostituzione dell'accumulatore. A differenza di altri mezzi di trasporto, i costi dell'elettricità sono di qualche decina di centesimi per 100 km. Esistono diverse aree di utilizzo con requisiti diversi: Uso professionale: servizi postali (consegna postale), polizia (in zone a traffico limitato), flotte di veicoli aziendali, guida al lavoro (pendolari). Uso turistico: stazioni di noleggio presso stazioni ferroviarie e centri turistici, in località di villeggiatura o centri termali. Uso privato secondo necessità. Esperienze di utilizzo generale I Pedelec possono raggiungere velocità di 25-45 km / he più, a seconda delle prestazioni del motore, della persona che guida e della registrazione. I conducenti con una formazione media raggiungono con un pedelec veloce le prestazioni degli atleti di biciclette unmotorisierter, vengono con le solite batterie (senza scambio) ma meno lontano. Le elevate velocità medie delle biciclette elettriche ad alta velocità li rendono i veicoli medi più veloci su percorsi più brevi in ​​città. La precedente esitante accettazione per le biciclette elettriche derivava principalmente dalla storia della tecnologia degli accumulatori. Se la tecnologia della bicicletta è considerata matura, allora il lungo periodo non è stato per la tecnologia della batteria. Batterie con gamma bassa o molto ridotta, effetto memoria, ecc. Hanno ostacolato la popolarità, specialmente nel segmento dei prezzi bassi. Poiché i produttori europei in particolare avevano a lungo mirato al gruppo target di ultra-50, solo le ruote progettate in modo appropriato sono state immesse sul mercato per un lungo periodo. Ciò ha portato all'immagine iniziale della "ruota della nonna" delle ruote elettricamente assistite, che si ferma ancora localmente. Le moderne biciclette elettriche oggi hanno batterie di trazione basate principalmente su batterie ai polimeri di litio, più raramente sulla base di litio-ferro-fosfato (LiFePO 4) -Akkumulatoren, in contrasto con le tecnologie precedenti, le batterie moderne mostrano evidenti vantaggi (alta densità di energia, quindi portata più lunga con peso ridotto, durata maggiore, nessun effetto memoria). Una batteria deve essere progettata per il consumo massimo di energia a breve termine del motore. Questo è fondamentalmente assicurato con gli accumulatori moderni. Nelle batterie al piombo più vecchie veniva fornito solo se si utilizzavano batterie speciali ad alta corrente. In passato, molte batterie e-bike non resistevano in modo duraturo all'elevato carico di corrente perché le celle utilizzate non erano resistenti alle correnti elevate, il che in particolare portava a un sovraccarico quando le biciclette elettriche venivano spesso guidate su pendenze. Questo problema è escluso negli accumulatori moderni dalla cosiddetta gestione della batteria, possibilmente Gamma Una batteria con una potenza di, ad esempio, 36 V e 10 Ah (massa 1,9-5,1 kg)) ha un contenuto energetico di ca. 36 V × 10 Ah = 360 Wh (per confronto: 1 kg di benzina fornisce 11.500 Wh). La conversione di energia elettrica in lavoro meccanico dipende dall'efficienza del motore e dal controllo del motore, sotto perdita di calore. In genere, ciò comporta perdite di circa il 25 percento. Quindi un pedelec con un autista da 70 kg (massa totale ≈100 kg) guida puramente computazionalmente con una pendenza dell'1,4% a 21 km con alimentazione a batteria - questo esempio di calcolo non è mai pertinente in pratica, dal momento che l'autista di un Pedelec deve sempre aderire . La gamma totale dipende da molti fattori (peso, inclinazione, dimensioni dell'accumulatore, pressione dei pneumatici, modalità di supporto selezionata, ecc.), Quindi è quasi impossibile fornire una portata generale. Sovrapposto approssimativamente questo è lo stato attuale della tecnica in dipendenza di tutti questi fattori tra meno di 40 a oltre 120 km. (Ovviamente, questa limitazione del raggio d'azione si applica solo a coloro che guidano in cui è disponibile un'assistenza motoria). Su alcuni modelli, due batterie consecutive commutabili sono incluse nei sacchi portabagagli di serie. Solo con i motori con mozzo ruota diretto (senza ruote libere) è possibile rigenerare, il cosiddetto recupero. Qui, come in una dinamo, l'energia cinetica viene utilizzata per la ricarica durante la frenata in energia elettrica. Di conseguenza, la portata può essere significativamente aumentata nel traffico cittadino o in collina. Nei test indipendenti, l'intervallo è stato aumentato dell'11%. Nei rapporti di prova e nei manuali operativi di alcuni modelli di produttori si rileva che anche la temperatura esterna influisce sugli intervalli in base a fattori altrettanto elevati. Nel complesso, le influenze (con la stessa capacità della batteria) sono descritte come così diverse che z. B. in base al ciclo Derby "La portata massima raggiunta può essere fino a 7 volte maggiore della gamma più bassa". La batteria non può essere "ricaricata" in pochi minuti, come in un veicolo a benzina, un ciclo di ricarica della batteria richiede diverse ore, a seconda del modello. Nonostante la gamma limitata, le biciclette elettriche hanno una potenza di peso molto migliore rispetto alle moto convenzionali. La vita dell'accumulatore L'accumulatore si scarica dopo un certo numero di cicli di carica-scarica, in modo che l'intervallo si abbassi troppo. Quanti cicli rende possibile dipende dalla chimica della batteria e dalla qualità dell'elettronica di controllo e di carica utilizzata. Con la batteria NiCd si conta con 1000, con NiMH con 700 e con Li-Ion con 500 cicli. Con l'accumulatore di fosfato di litio-ferro sono possibili numeri di cicli superiori a 1000; successivamente, la capacità è diminuita a circa il 60%. I concetti avanzati di gestione della batteria con il condizionamento di singole celle durante il funzionamento aumentano la durata. Si trovano in particolare nelle batterie al litio di alta qualità. Secondo diversi studi, le batterie agli ioni di litio hanno una vita più lunga, se sono spesso ricaricate solo, piuttosto che una batteria completamente scarica si ricarica sempre completamente. Tuttavia, diverse cariche parziali contano solo parzialmente come un ciclo di ricarica. Inoltre, le batterie agli ioni di litio non devono essere conservate inutilizzate quando sono completamente cariche a lungo. Benefici alla salute Le e-bike possono essere una parte utile dei programmi di riabilitazione cardiaca, poiché i professionisti della salute spesso raccomandano di utilizzare una cyclette nelle prime fasi di questi. I programmi di riabilitazione cardiaca basati sull'esercizio fisico possono ridurre le morti nelle persone con malattia coronarica di circa il 27%; e un paziente può sentirsi più sicuro passando dalle biciclette stazionarie alle e-bike. Richiedono meno sforzi cardiaci per coloro che hanno avuto problemi cardiaci. Le biciclette elettriche possono anche fornire una fonte di esercizio per le persone che hanno difficoltà ad allenarsi per un periodo prolungato (a causa di lesioni o peso eccessivo, ad esempio) in quanto la bicicletta può consentire al ciclista di fare brevi pause di pedalata e anche di fornire fiducia al cavaliere che saranno in grado di completare il percorso selezionato senza diventare troppo affaticati o senza aver forzato le articolazioni del ginocchio troppo forte (le persone che hanno bisogno di usare le articolazioni del ginocchio senza indossarle inutilmente potrebbero in alcune bici elettriche regolare il livello di assistenza del motore secondo il terreno). Uno studio dell'Università del Tennessee dimostra che il dispendio energetico (EE) e il consumo di ossigeno (VO2) per le biciclette elettriche sono inferiori del 24% rispetto a quelli delle biciclette convenzionali e del 64% inferiori rispetto a quelle per le deambulazioni. Inoltre, lo studio rileva che la differenza tra e-bike e biciclette è più pronunciata nei segmenti in salita. Raggiungere VO2 Max può davvero aiutare il tuo corpo nel suo insieme. Il professor Janet Lord della Birmingham University nel Regno Unito ha pubblicato uno studio che ha esaminato i ciclisti più anziani, "" Lo studio ha esaminato la massa muscolare, il colesterolo nel sangue, il VO2 Max, la funzione polmonare, e in molte di queste misure abbiamo scoperto che non invecchiano ! Nessuna perdita di muscoli, le loro ossa erano un po 'magre (ma niente come la popolazione generale), la loro pressione sanguigna non salì. Ci sono persone che sostengono di aver perso una notevole quantità di peso usando una bicicletta elettrica. Un recente studio prospettico di coorte ha tuttavia rilevato che le persone che usano le e-bike hanno un IMC più alto. Rendendo il terreno in bicicletta meno di un problema, le persone che altrimenti non prenderebbero in considerazione la possibilità di andare in bicicletta possono utilizzare l'assistenza elettrica quando necessario e pedalare altrimenti come sono in grado. Ciò significa che le persone con livelli di fitness inferiori o che non hanno pedalato da molti anni possono iniziare a godere dei numerosi benefici per la salute che le E-bike hanno da offrire. Effetti ambientali Le E-bike sono veicoli a emissioni zero, poiché non emettono sottoprodotti di combustione. Tuttavia, devono essere presi in considerazione gli effetti ambientali della produzione di energia elettrica e della distribuzione di energia elettrica e della produzione e dello smaltimento di batterie ad alta densità di conservazione (a vita limitata). Anche considerando queste problematiche, le e-bike hanno un impatto ambientale significativamente inferiore rispetto alle automobili convenzionali e sono generalmente considerate come ambientalmente desiderabili in un ambiente urbano. Ovviamente, gli effetti ambientali legati alla ricarica delle batterie possono essere ridotti. Le dimensioni ridotte del pacco batteria su una e-bike, rispetto al pacco più grande utilizzato in un'auto elettrica, li rende ottimi candidati per la ricarica tramite energia solare o altre risorse energetiche rinnovabili. Sanyo ha sfruttato questo vantaggio quando ha istituito "parcheggi solari", in cui i piloti di e-bike possono caricare i loro veicoli mentre sono parcheggiati sotto i pannelli fotovoltaici. Le credenziali ambientali delle e-bike e degli ibridi elettrici / umani in genere hanno portato alcune autorità municipali a usarle, come Little Rock, Arkansas, con le loro biciclette elettriche a motore Wavecrest o la polizia della California con le e-bike Zap. I produttori cinesi di e-bike, come Xinri, stanno ora collaborando con le università nel tentativo di migliorare la loro tecnologia in linea con gli standard ambientali internazionali, sostenuti dal governo cinese che desidera migliorare il potenziale di esportazione delle e-bike prodotte in Cina. Sia i regolatori della gestione del territorio che i sostenitori dell'accesso ai percorsi di mountain bike hanno discusso il divieto di biciclette elettriche su percorsi esterni accessibili alle mountain bike, citando potenziali rischi per la sicurezza e il potenziale per le biciclette elettriche di danneggiare le piste. Uno studio condotto dalla International Mountain Bicycling Association, tuttavia, ha rilevato che l'impatto fisico delle mountain bike elettriche a pedalata assistita può essere simile alle mountain bike tradizionali. Un recente studio sull'impatto ambientale delle e-bike rispetto ad altre forme di trasporto ha rilevato che le e-bike sono: 18 volte più efficiente dal punto di vista energetico di un SUV 13 volte più efficiente dal punto di vista energetico di una berlina 6 volte più efficiente dal punto di vista energetico rispetto al trasporto ferroviario e, di un uguale impatto sull'ambiente come una bicicletta convenzionale. Una delle principali preoccupazioni è lo smaltimento delle batterie al piombo usate, che possono causare contaminazione ambientale se non riciclate. Ci sono rigide regole di spedizione per le batterie agli ioni di litio, a causa di problemi di sicurezza. A questo proposito, le batterie al fosfato di litio sono più sicure delle batterie al litio-ossido di cobalto. Sicurezza stradale L'esperienza della Cina, in quanto principale mercato mondiale di biciclette elettriche, ha sollevato preoccupazioni per la sicurezza del traffico stradale e diverse città hanno preso in considerazione la possibilità di vietarle dalle piste ciclabili. Con l'aumento del numero di e-bike e l'utilizzo di motori più potenti, in grado di raggiungere fino a 30 miglia all'ora (48 km / h), il numero di incidenti stradali è aumentato in modo significativo in Cina. I piloti di E-bike hanno più probabilità di un autista di essere ucciso o ferito in una collisione, e poiché gli e-biker utilizzano piste ciclabili convenzionali si mescolano a biciclette e pedoni che si muovono più lentamente, aumentando il rischio di collisioni.