Como funcionam as bicicletas elétricas?

Como funcionam as bicicletas elétricas?

Em um mundo onde o transporte animado está sendo inspirado e o transporte público em massa poderia ser evitado por um tempo devido a uma pandemia de questões de saúde, a bicicleta elétrica está prosperando. No entanto, quais são as idéias técnicas e limitações? E de que forma o crescimento crescente das bicicletas elétricas afetará suas decisões de ciclismo no futuro próximo?

A noção de assistência com bateria para bicicletas não deve ser nova, no entanto, dois pontos têm atormentado o crescimento das e-bike: portabilidade de energia e integração com o trem de força. Uma década atrás, o know-how de baterias simplesmente não existia para fornecer baterias que fossem suaves e compactas o suficiente, com densidade de potência satisfatória e preços razoáveis.

A hibridização do trem de força da bicicleta também foi igualmente difícil. Picos de energia que arruínam seu ritmo de pedal podem tornar o uso de experiência não natural, e calibrar o movimento do motor elétrico e a cadência do ciclista é geralmente uma tarefa difícil.

De todos os produtores, Shimano é extremamente influente no mundo do ciclismo. A empresa japonesa produz um catálogo ilimitado de componentes; entretanto, é o melhor, freqüentemente chamado de um dos dois principais fornecedores de grupos - o oposto é SRAM.

Quando a Shimano ataca no desenvolvimento de um novo produto, é vital por causa da escala absoluta de ativos de análise e manufatura abaixo do comando do modelo japonês. Com a revelação de seu novo motor e-bike EP8, a Shimano está sinalizando uma dedicação ao movimento da bicicleta auxiliado por bateria.

O funcionamento interno de uma e-bike

Sensores medem sua entrada de torque, cadência e velocidade, realizando mais de mil cálculos por segundo. Assim que os sensores da e-bike detectam a necessidade de assistência por bateria, reagindo a um algoritmo de controle que controla todo o sistema, a energia é lançada da bateria para energizar os eletroímãs dentro do motor.

Não é um acelerador que aciona a entrada do motor, com as melhores bicicletas elétricas do momento, sua entrada de pedalada é acentuada pelo motor. Isso proporciona uma jornada fácil de pedelec, razoavelmente do que um giro do estilo ciclomotor e pronto.

O motor mid-drive de uma e-bike tem permanentes e eletroímãs, os últimos que são energizados pela energia retirada de sua bateria.

Os ímãs eternos ficam no centro do motor de acionamento intermediário, enquanto os eletroímãs (reconhecíveis devido à fiação que os envolve) abrangem o restante do invólucro. Os transistores manipulam a polaridade desses eletroímãs, que giram o eixo, incluindo a ajuda do pedal em sua jornada.

Além do padrão de codificação do programa de software, a orientação e a alta qualidade desses ímãs são o que faz um sistema de acionamento de e-bike funcionar. O truque é fazer com que as forças de repulsão e atração entre os ímãs funcionem da melhor maneira, o que pode ser difícil.

Utilizar ímãs de neodímio de alta qualidade superior, que são muito eficazes, pode aumentar a eficiência do sistema do motor e variar, sem exigir a próxima bateria de capacidade.

Por meio do empacotamento como uma função de eficiência, a metodologia de matriz Halbach para orientar ímãs eternos pode dobrar a energia, no entanto, é um problema unir ímãs dessa maneira, particularmente em uma configuração de motor de acionamento médio compacto. Os preços de fabricação com a abordagem de matriz Halbach também são frequentemente proibitivos.

Fazendo o motor mid-drive perfeito

As indústrias automotivas e eletrônicas de comprador têm sido impulsionadoras significativas do crescimento de baterias leves e densas em energia, perfeitas para fornecer a capacidade e o perfil de massa exigidos em um software de e-bike.

Com a obtenção de químicas de bateria mais fortes, os designers podem, por último, embalar as peças distintas da e-bike de uma maneira elegante e sensata. Algumas e-bikes atuais são muito difíceis de informar, exceto por um quadro não assistido. O Ribble Endurance SL e envolve pensamentos, por exemplo.

O conceito de design da E-bike não deve ser excessivamente difícil em preceito. Diferente de um ciclomotor, a e-bike fornece ajuda de pedal pelo motor do suporte inferior, conforme necessário. Não tem acelerador modulado pelo piloto, o que é uma distinção crucial.

No que diz respeito às melhores bicicletas de estrada elétricas, o suporte traseiro e a parte inferior do tubo inferior são as áreas estruturalmente mais vitais do corpo. A bateria é alojada como parte do tubo inferior e praticamente todas as e-bikes são projetadas para fazer uso da configuração do motor de acionamento intermediário, que fica no suporte traseiro, entre as manivelas.

Motores elétricos sem escova convertem a energia da bateria em ajuda de pedalada, mas eles giram em uma rotação muito maior do que a sua cadência. Motores de acionamento intermediário usam engrenagem interna para mediar sua produção de energia e sua cadência de uso, permitindo que o piloto e a fonte de alimentação a bordo realizem a sincronização na pedalada.

O que diferencia uma e-bike ideal de uma de uso desajeitado é a sofisticação do programa de software de gerenciamento do motor de acionamento médio. E-bikes equipadas com cepas de código meticulosamente calibradas e examinadas para regular sua resposta à sua pedalada e jornada de cadência de uma maneira muito superior.

Os sensores medem a entrada de torque e a cadência e, em seguida, calculam a linearidade adequada da ajuda necessária do motor. As e-bikes mais eficazes não deveriam parecer artificialmente eletromecânicas, prejudicando uma viagem com picos de energia como gradiente de terreno fora dos ajustes azuis ou você está trocando de marcha.

Os gerentes de produto na seção de bicicletas elétricas avaliam a sensação de usar o vento de cauda como a melhor. A era mais recente dos algoritmos do programa de software de gerenciamento de bicicletas elétricas cria uma maneira de deslizar ao lado em velocidades maiores, enquanto mantém uma cadência pura.

Uma vista explodida da Turbo Creo da Specialised exibe a configuração da e-bike da moda (pontuação de crédito da foto: Specialized) (Pontuação de crédito da foto: especializado)

A longo prazo: maior, mais leve, menor

Os concorrentes impulsionam a inovação e a escala reduz o valor. À medida que a demanda por e-bikes aumentará em todas as disciplinas do ciclismo, os fornecedores de elementos podem começar a fornecer baterias e motores de acionamento maiores a custos extras a preços razoáveis.

A natureza assistida por bateria de uma e-bike garante que os ciclistas provavelmente não testemunharão uma 'batalha de produção de energia' entre os fornecedores - por causa da ausência de um acelerador manual e a chance de acionar leis rígidas de segurança e velocidade das autoridades.

Tal como acontece com diferentes áreas de sof bike, o objetivo é diminuir a massa e ajudar na efetividade. A densidade de potência aprimorada dentro dos métodos de bateria terá uma variação aprimorada com a redução equivalente da massa, como uma alternativa para os engenheiros que buscam maiores características de velocidade e aceleração com motores extremamente eficazes e baterias maiores.

O novo motor EP8 da Shimano é a prova dessa estratégia e registra fatores positivos notáveis ​​em seu ciclo de crescimento de quatro anos porque o autêntico sistema de motor de acionamento E8000 STEPS foi lançado. É 21% mais altamente eficaz do que um sistema E8000, caiu 10% em massa e é uma proporção análoga menor em termos de medição geral, tornando muito menos um obstáculo para designers de carroceria que desejam combinar desempenho de e-bike em uma linha de manequim de presente ou nova.

A dedicação duradoura da Shimano ao crescimento do motor de acionamento médio e ao programa de software de integração do trem de força é indiscutível com o lançamento de seu novo sistema EP8.

De todos os fabricantes normais de elementos para bicicletas, a Specialized demonstrou a melhor disposição para investir em know-how de e-bike, com sua propriedade de engenharia pessoal. O novo sistema EP8 da Shimano também precisa desencadear concorrentes mais amplos entre essas empresas maiores de bicicletas, o que, no final, beneficia o comprador por meio de alternativas e variedade de valor.

Não espere que sua futura e-bike seja extremamente eficaz e capaz de atingir velocidades exorbitantes. Esse não foi, de forma alguma, o objetivo da cadência assistida por bateria. No entanto, caso você queira alguma coisa para derrotar aquele terrível vento contrário do final da tarde ou hiperlink algumas subidas íngremes em uma rota em declínio suave, a rivalidade elevada dentro do mercado de e-bike irá lhe entregar uma jornada significativamente melhor assistida por bateria.