Come funzionano le bici elettriche?

Come funzionano le bici elettriche?

In un mondo in cui si sta ispirando il trasporto vivace e il trasporto pubblico di massa potrebbe essere impedito per un po 'a causa di considerazioni pandemiche sul benessere, la bici elettrica sta prosperando. Ma quali sono le idee e i limiti tecnici? E in che modo la crescente crescita delle e-bike influenzerà le tue decisioni in materia di ciclismo nel prossimo futuro?

Il concetto di assistenza alla batteria per le biciclette non dovrebbe essere nuovo, tuttavia due punti hanno tormentato la crescita delle e-bike: la portabilità della potenza e l'integrazione della trasmissione. Un decennio fa il know-how delle batterie semplicemente non esisteva per fornire batterie che fossero state sufficientemente delicate e compatte, con densità di potenza soddisfacente e prezzi ragionevoli.

Anche l'ibridazione della trasmissione della bicicletta è stata altrettanto difficile. I picchi di energia che rovinano il ritmo del pedale potrebbero rendere innaturale l'esperienza d'uso e la calibrazione del movimento del motore elettrico e della cadenza del ciclista è solitamente una faccenda difficile.

Di tutti i produttori, Shimano ha un'influenza enorme nel mondo della bicicletta. L'azienda giapponese produce un catalogo illimitato di componenti, tuttavia è spesso chiamato uno dei tanti due principali fornitori di gruppi, il contrario è SRAM.

Quando Shimano punta sullo sviluppo di un prodotto nuovo di zecca, è vitale a causa della vastità delle risorse di analisi e produzione al di sotto del comando del modello giapponese. Con la presentazione del suo nuovo motore per e-bike EP8, Shimano sta segnalando una dedica al movimento della bici assistito da batteria.

Il funzionamento interno di una e-bike

I sensori misurano la tua immissione di coppia, cadenza e velocità, eseguendo più di mille calcoli al secondo. Non appena i sensori dell'e-bike rilevano la necessità di assistenza alla batteria, reagendo a un algoritmo di presa che controlla tutto il sistema, l'energia viene lanciata dal pacco batteria per eccitare gli elettromagneti all'interno del motore.

L'acceleratore non aziona l'entrata del motore, con le migliori bici elettriche del momento, l'entrata della pedalata è accentuata dal motore. Questo offre un facile viaggio in Pedelec, ragionevolmente di un giro in stile ciclomotore e via.

Il motore a trazione centrale di una e-bike ha entrambi i magneti permanenti e gli elettromagneti, questi ultimi che sono energizzati dall'energia prelevata dal suo pacco batteria.

Magneti eterni si trovano al centro del motore a trazione centrale, mentre gli elettromagneti (riconoscibili per il cablaggio avvolto attorno ad essi), racchiudono il resto dell'involucro. I transistor manipolano la polarità di quegli elettromagneti, che fanno girare l'albero, incluso l'aiuto del pedale per il tuo viaggio.

Oltre lo standard della codifica del tuo programma software, l'orientamento e l'alta qualità di questi magneti sono ciò che rende un sistema di guida per bici elettriche. Il trucco sta nel far funzionare al meglio le forze respingenti e attrattive tra i magneti, il che può essere difficile.

L'utilizzo di magneti al neodimio di alta qualità superiore, molto efficaci, può migliorare l'efficienza del sistema motore e variare, senza richiedere la batteria successiva.

A titolo di packaging come funzione di efficienza, la metodologia di array Halbach per orientare magneti eterni può raddoppiare l'energia, tuttavia è un problema legare i magneti in questo modo, in particolare in una configurazione compatta del motore a trasmissione centrale. Inoltre, i prezzi di produzione con l'approccio array Halbach sono molto spesso proibitivi.

Realizzare il perfetto motore a trazione centrale

L'elettronica dell'acquirente e le industrie automobilistiche sono state determinanti per la crescita delle batterie leggere ad alta densità energetica, perfette per fornire l'abilità e il profilo di massa richiesti in un software per e-bike.

Con una chimica della batteria più forte ottenibile, i progettisti sono finalmente in grado di confezionare le parti distintive della e-bike in modo elegante e ragionevole. Alcune e-bike presenti sono molto difficili da informare a parte un telaio non assistito. La Ribble Endurance SL e coinvolge pensieri per esempio.

Il concetto di design della bici elettrica non dovrebbe essere eccessivamente difficile in termini di precetto. A differenza di un ciclomotore, l'e-bike aiuta il pedale del motore del movimento centrale, come richiesto. Non ha l'acceleratore modulato dal pilota, che è una distinzione cruciale.

Per quanto riguarda le migliori bici da strada elettriche, la staffa posteriore e la parte inferiore del tubo obliquo sono le aree del corpo strutturalmente più vitali. La batteria è alloggiata come parte del tubo obliquo e praticamente tutte le e-bike sono progettate per utilizzare la configurazione del motore a trazione centrale, che risiede nella staffa posteriore, tra le pedivelle.

I motori elettrici senza spazzole convertono la potenza della batteria in aiuto alla pedalata, tuttavia girano a una rotazione molto maggiore rispetto alla cadenza di utilizzo. I motori a trazione centrale utilizzano ingranaggi interni per mediare la loro produzione di energia e la cadenza di utilizzo, consentendo al ciclista e all'alimentazione di bordo di realizzare la sincronizzazione nella pedalata.

Ciò che differenzia una e-bike ideale da una che utilizza in modo sgraziato, è la raffinatezza del programma software di gestione del suo motore a trazione centrale. E-bike equipaggiate con ceppi di codice meticolosamente calibrati ed esaminati per regolare la loro risposta alla pedalata e al viaggio della cadenza in un modo di gran lunga superiore.

I sensori misurano la coppia immessa e la cadenza, quindi calcolano la linearità adeguata dell'aiuto motore richiesto. Le e-bike più efficaci non dovrebbero assolutamente sembrare artificialmente elettromeccaniche, minando un viaggio con picchi di energia come la pendenza del terreno dalle regolazioni blu o stai cambiando marcia.

I responsabili di prodotto all'interno della sezione e-bike valutano la sensazione di utilizzo con vento favorevole come il migliore. L'era più recente degli algoritmi del software di gestione delle bici elettriche crea un modo di planare a velocità maggiori, sostenendo una cadenza pura.

Una vista esplosa del Turbo Creo di Specialised mostra la configurazione dell'e-bike alla moda (punteggio di credito dell'immagine: Specialized) (Punteggio di credito dell'immagine: specializzato)

Il lungo termine: più alto, più leggero, più piccolo

I concorrenti guidano l'innovazione e la scala riduce il valore. Poiché la domanda di e-bike in tutte le discipline ciclistiche aumenterà, i fornitori di elementi potrebbero iniziare a fornire batterie più alte e motori di trazione a costi extra ragionevoli.

La natura assistita dalla batteria di una e-bike assicura che è improbabile che i ciclisti assistano a una `` battaglia sulla produzione di energia '' tra i fornitori, a causa dell'assenza di un acceleratore a mano e della possibilità di attivare rigide leggi sulla velocità e sulla sicurezza delle autorità.

Come per le diverse aree del ciclismo, l'obiettivo è abbassare la massa e aiutare l'efficacia. La maggiore densità di potenza all'interno dei metodi della batteria vedrà una variazione migliorata con una massa equivalente in diminuzione, come alternativa agli ingegneri che cercano maggiori caratteristiche di velocità e accelerazione con motori estremamente efficienti e pacchi batteria più grandi.

Il nuovo motore EP8 di Shimano è la prova di questa strategia e registra notevoli fattori positivi nel suo ciclo di crescita quadriennale perché è stato lanciato l'autentico sistema di trasmissione E8000 STEPS. È più efficace del 21% rispetto a un sistema E8000, è sceso del 10% in massa ed è una proporzione analoga più piccola in termini di misurazione generale, il che rende molto meno un ostacolo da raggruppare per i body designer che desiderano combinare le prestazioni della e-bike in una linea di manichini presente o nuova.

La dedizione duratura di Shimano alla crescita dei motori a trazione centrale e al programma software di integrazione della trasmissione è indiscutibile con il lancio del suo nuovo sistema EP8.

Di tutti i normali produttori di elementi per biciclette, Specialized ha dimostrato la migliore disponibilità a investire denaro nel know-how delle e-bike, con la sua proprietà ingegneristica personale. Il nuovo sistema EP8 di Shimano deve anche mettere in campo concorrenti più ampi tra queste grandi aziende di ciclismo, il che alla fine avvantaggia l'acquirente in termini di alternative e varietà di valore.

Non aspettarti che la tua futura e-bike sia estremamente efficace e in grado di raggiungere velocità oltraggiose. Questo non è stato affatto l'obiettivo della cadenza assistita dalla batteria. Tuttavia, nel caso in cui desideri una cosa per sconfiggere quel terribile vento contrario del tardo pomeriggio o collegare alcune ripide salite su un percorso in dissolvenza, la rivalità delicata ed elevata all'interno del mercato delle e-bike ti spedirà un viaggio significativamente migliore con la batteria.