De ce sa alegem „Electric”

Tipuri de biciclete electrice În principal, bicicletele electrice pot fi categorisite în două mari categorii, în funcție de amplasamentul motorului. Dacă motoarele în butuc se găsesc integrate în roată, adesea de spate, motoarele amplasate central sunt direct integrate în construcția cadrului, în zona angrenajului pedalier.
MOTORUL AMPLASAT IN BUTUCUL ROTII
Biciclete cu motorul amplasat în locul butucului de spate, acest sistem fiind cunoscut și ca „direct drive”, beneficiază de o unitate de propulsie mai rezistentă și mai rapidă, dar care nu produce cuplu foarte mare. Adăugând și greutatea considerabilă și rezistența la înaintare crescută, eficiența lor este mult redusă față de potențialul pe care îl au. Un avantaj îl constituie faptul că se pot reîncărca parțial atunci când sunt dezangrenate și pentru că nu au părți culisante sunt aproape complet silențioase.

Mai există și butuci de spate cu motor care permit montarea unui bloc de pinioane și care nu par complet diferiți de butucii normali. Cuplul mai mare compensează viteza maximă mai redusă, însă un mare minus este lipsa opțiunii de reîncărcare din mers, iar piesele culisante contribuie la un zgomot semnificativ mai mare.

Motorul poate fi amplasat și în butucul roții de față, situație care duce la o senzație de „all-wheel drive”, graţie faptului că roata spate e pusă în mişcare de acţiunea picioarelor. Senzaţia în cauză poate fi pe placul unora, în timp ce alții vor fi nu tocmai încântați de aceasta. Totuși, ca principal avantaj atunci când motorul e parte din roata de față putem afirma simplitatea reparațiilor și a întreținerii, pentru că nu mai intră în socoteală complexul tren de rulare al roții de spate.

În cazul motoarelor din butucul de spate, se poate ajunge la o putere mai mare, în principal mulțumită faptului că proiectul cadrului poate face față mai bine solicitărilor în zona de spate, decât în cea de față, ceea ce duce și la o sumedenie de alte dezvoltări, precum reglarea accelerării, cadenței și a cuplului de asistare. Firește, rămân la fel de importante detalii precum procesul mai complicat de montare din pricina trenului de rulare și deplasarea centrului de greutate spre spate, folosindu-se aceste tipuri de motoare centrate pe butucul de spate, dar în general sunt preferate pentru că senzația nu diferă prea mult de aceea a mersului pe o bicicletă convențională.

MOTORUL AMPLASAT CENTRAL
Bicicletele electrice cu motorul amplasat central au un cadru proiectat special pentru a găzdui motorul în zona axului pedalier. Acest design poartă avantajul că nu se modifică nimic din trenul de rulare al bicicletei, permițând folosirea în continuare a tuturor vitezelor. De asemenea, în funcție de raportul de viteză folosit, motorul își poate adapta contribuția, atingând fidel nivelul specificat de asistență cu eficiență crescută, spre deosebire de motoarele din butuc. Mai precis, în cazul urcării unui deal, motorul amplasat central identifică reducerea vitezei și a cadenței și crește puterea indusă bicicletei în mod automat, ceea ce un motor în butuc nu face de unul singur, fiind nevoie să fie coordonat de persoana care pedalează. Centrul de greutate aproape nemodificat face din acest tip de e-bike cel mai apropiat lucru de bicicleta convențională în materie de ținută de drum, dar și în ceea ce privește echilibrul și manevrabilitatea.

Poate la fel de important, având motorul amplasat în centrul cadrului și bateria atașată uneia dintre țevile din triunghiul anterior al cadrului, aceste componente electrice nu blochează accesul la componentele mecanice, ceea ce face reparatul unei pene, schimbatul lanțului, reglatul schimbătoarelor sau orice altă operațiune specifică unei biciclete, la fel de ușor de făcut ca în cazul modelelor mecanice. Totuși, un aspect de ținut minte este că motoarele electrice de pe biciclete au scopul de a asista la pedalat, nu de a prelua integral sarcina. În caz că motorul lucrează mai mult decât era prevăzut, atunci utilizatorul se poate aștepta la uzură prematură a componentelor.

Ar mai exista o variantă de bicicletă electrică în forma bicicletei convenționale căreia i s-a montat de conversie, o procedură nu tocmai complicată. În momentul de față, pe piață există un număr generos de kit-uri de conversie care pot materializa această transformare, la diferite niveluri de asistență electrică și de buget. Totuși, apelând la această soluție, rezultatul nu va fi tocmai similar cu utilizarea unei biciclete electrice construite special în acest sens.

Kit-urile de conversie cu motorul în butuc sunt probabil cele mai răspândite astfel de seturi. Șirul de operațiuni cuprinde înlocuirea roții de față sau de spate cu aceea care conține motorul și pe urmă racordarea electrică a circuitelor la panoul de comandă și la baterie, care este amplasată în cele mai multe cazuri fie pe portbagajul de spate, fie în zona suportului de bidon. La acestea se adaugă fie un senzor de pedale care se activează în funcție de cadența și viteza cu care se pedalează, fie un sistem care se menține constant la turația și puterea prestabilită de utilizator, indiferent de cadența și viteza cu care se pedalează.

Mai există și kit-uri de conversie montate central, care presupun montarea unității electrice pe un cadru care nu are prevăzut din construcție un loc special pentru așa ceva. De aici derivă și eventualitatea că nu toate tipurile și modelele de biciclete pot găzdui o asemenea unitate, de aceea oferta acestor tipuri de kit-uri e mai puțin extinsă decât în cazul precedent.

Roțile de tipul „all-in-one” vin ca o soluție foarte potrivită pentru transformarea unei biciclete convenționale într-una electrică, pentru că roata de spate găzduiește motorul, bateria și comanda. Astfel de produse și-au găsit consacrarea în spațiul public ca urmare a unor proiecte materializate prin crowdfunding, în principal datorită simplității – în afară de roata care găzduiește cele necesare, pe bicicletă mai trebuie montată o simplă telecomandă. Aprecierea de care se bucură se bazează pe faptul că adesea aspectul bicicletei se modifică marginal, iar opțiuni de control prin intermediul smartphone-ului, dar și alte facilități precum autoblocarea pentru a preveni furtul, doar sporesc atractivitatea pasionaților de gadget-uri. Dacă vorbim de dezavantaje, trebuie să amintim că uzitând tehnologii noi și nu foarte răspândite, întreținerea și reparația presupune trimiterea articolului la producător pentru efectuarea acestor operațiuni.

Nu în ultimul rând, sistemele de tip „friction drive” și-au făcut și acestea locul pe scena bicicletelor care te ajută la pedalat. Unitatea-motor se instalează în proximitatea roții de spate, iar o rolă face contact cu aceasta punând-o astfel în mișcare. Singurul neajuns îl reprezintă puterea semnificativ mai mică în comparație cu restul sistemelor.

PEDALARE ASISTATĂ vs. PUTERE CONSTANTĂ

Dincolo de toate tipurile de biciclete electrice, putem vorbi de două moduri de funcționare a motoarelor – cele care „te asistă” (te ajută în timpul pedalării) la pedalat și cele care furnizează același volum de putere indiferent de condiții.
PEDALARE ASISTATĂ

Acest mod se regăseşte adesea sub numele de pedelec pentru că motorul intră în funcţiune doar după ce ai început să pedalezi. Declanșarea și funcționarea lui este condiționată de ținerea în mișcare a pedalelor, ceea ce poate fi amuzant, dat fiind că poți ajunge la viteze mari pedalând, dar nu în totalitate mulțumită puterii proprii a picioarelor.
Aproape toate bicicletele electrice cu pedalare asistată permit reglarea nivelului de putere al motorului în conformitate cu nivelul pedalării, având chiar și zece trepte de asistare. Cea mai simplă formă de asistare se numește sistem cu senzor de cadență, care furnizează doar cantitatea de putere aleasă de utilizator, indiferent de dificultatea cu care se păstrează cadența selectată. Sistemele mai elaborate analizează cadența, cuplul și viteza și în funcție de acestea variază puterea indusă pentru a menține deplasarea la parametrii definiți de utilizator. Practic, pe un teren variabil, motorul scade sau mărește puterea generată în funcție de urcare sau coborâre.

PUTERE CONSTANTĂ

Acest mod (throttle assist mode) funcționează ca un motor convențional, adică odată activat generează puterea indicată de utilizator, fără a ține cont de viteză sau dacă utilizatorul pedalează sau nu. Practic, mecanismul e similar cu o manetă de accelerație montată pe ghidon sau poate avea forma unui buton acționat cu degetele, cu ajutorul cărora utilizatorul reglează nivelul de funcționare al motorului. Avantajele sunt evidente, căci la porniri mai dificile sau zone mai pretențioase, se poate apela la motor fără a fi condiționat de pedalare, dar acest lucru vine cu prețul unui consum ridicat al bateriei. De asemenea, în diferite țări sau regiuni, astfel de biciclete electrice sunt supuse reglementării stricte, deci poate fi nevoie de permis sau aprobări speciale pentru a le utiliza.

Nu în ultimul rând, tot mai multe modele de e-bike-uri oferă ambele moduri de funcționare, fie prin cuplarea/decuplarea unuia, fie prin declanșarea modului ‘throttle’ odată activat butonul special.

PUTERE, AUTONOMIE ȘI BATERII

Producătorii vor oferi adesea estimări ale autonomiei diferitelor modele de biciclete electrice, dar acestea sunt aproximări și nivelul bateriei poate fi influențat de diverși factori care țin de utilizare. Greutatea utilizatorului, cât de mult pedalează acesta, diferența de nivel a traseului, presiunea din anvelope și cât de încărcată e bicicleta sunt toți factori care vor influența cât de mult ține bateria. Chiar și cu același utilizator, pe același traseu, bateria poate dura mai mult sau mai puțin în funcție de direcția și viteza vântului. Temperatura mediului e un factor cheie in autonomia bateriilor … Momentan nu există niciun sistem standard de determinare a autonomiei exacte a bateriei, similar cu cele ale autoturismelor pentru consumul de carburant, dar având niște cunoștințe de bază despre anumiți parametri va permite oricui să evalueze cam cât se poate baza pe baterie.
PUTERE

Motoarele sunt clasificate în funcție de numărul de wați. În mod normal, motoarele de biciclete electrice au de la 250W până la 1200W, iar cu cât mai multă putere, cu atât mai mare va fi și consumul de energie. În continuare, câteva caracteristici relevante:

Voltaj / tensiunea electrică a bateriei care se măsoară în volți – indică puterea potențială a bateriei. Un număr de volți mai mare asigură o putere mai mare, iar valorile tipice sunt de 24V, 36V și 48V.

Capacitatea unei baterii se exprima in Ah (amperi ora) si se aproximeaza in Wh.

Amperi/oră – indică numărul de amperi care poate fi generat într-o oră, iar de regulă această valoarea variază între 8 Ah la 20 Ah.

Wați/oră – indică nivelul de putere stocat în baterie calculat în wați/oră. Acesta se obține înmulțind voltajul cu amperi/oră. În mod uzual, o bicicletă electrică va consuma undeva între 8 și 16 wați/oră pe fiecare kilometru parcurs, volumul variind în funcție de factori descriși în paragraful inițial al acestui capitol. Așadar, calculând numărul de wați/oră și împărțindu-l la estimarea de wați/kilometru se poate obține o estimare realistă a autonomiei.
O baterie de 400 Wați/oră pe un teren plat unde se consumă 8 wați/oră per kilometru va avea o autonomie de 50 de kilometri (400Wh/8Wh/km=50 km), după care va fi epuizată complet.

Exemplul de mai sus este doar un… exemplu, iar un traseu rar poate fi perfect plat, în condiții de zero vânt, astfel încât realitatea să copieze fidel calculul, așa că luarea unei marje de eroare se poate dovedi o decizie înțeleaptă.

Producătorii nu publică mereu aceste informații în totalitate în cadrul broșurilor de prezentare, dar având cunoștință de voltaj și numărul de amperi/oră, restul de valori pot fi deduse. De asemenea, se recomandă și câteva probe pe diferitele tipuri de teren pentru o idee mai clară a consumului de energie.

Cele mai avansate sisteme oferă și o estimare în timp real a autonomiei, chiar și cu opțiune de afișare a distanței care se mai poate parcurge în funcție de nivelul bateriei. Având această sumă de informații la dispoziție, devine tot mai improbabil ca utilizatorul să rămână fără baterie pe neașteptate.

BATERII / ACUMULATORI
În materie de baterii, cele mai multe biciclete electrice folosesc acumulatori pe bază de plumb sau litiu, în timp ce nichelul pierde teren accelerat. Cele mai apreciate în momentul de față sunt cele din litiu.

Plumb – acumulatorii de plumb sunt cei mai accesibili ca preț și cei mai răspândiți în lumea bicicletelor electrice. Durata lor de folosință este redusă dacă sunt frecvent utilizați până la descărcare completă, iar greutatea lor reprezintă un dezavantaj. Pot fi aproape de 6 ori mai grei decât cei cu Litiu.

Nichel-Cadmiu – acumulatorii de nichel-cadmiu (NiCad) și cei de NiMH sunt mult mai ușori și au autonomie mai mare ca și cei de plumb, dar la fel de poluanți cu mediul înconjurător ca și aceștia, astfel că normele de mediu au descurajat puternic folosirea lor. Acumulatori NiCd au fost interzisi la comercializare in UE, acumulatori NiMH sunt tot NiCd la care a fost inlocuit cadmiul cu o hidrura metalica si astfel a fost eliminat efectul de memorie a bateriilot NiCd. Nici bateriile NiMH nu sunt ‘sfinte’ si acesta e un motiv pent care sunt dezavuate. Sunt pe o treapta intermediara considerand capacitatea de acumulare/unitate de masa.

Litiu – acumulatorii din litiu sunt ușori și eficienți, ceea ce îi face momentan cea mai frecventă alegere pentru a alimenta o bicicletă electrică, mai ales că tehnologiile de care dispun sunt folosite și pentru propulsarea altor vehicule electrice, precum automobilele. Litiul în cantitate mare e si el toxic, dar pana la punerea la punct a ultra capacitorului e o alegere viabilă.