Bici elettriche: come funziona una bicicletta a pedalata assistita

Le bici a pedalata assistita sono le equivalenti per biciclette delle auto ibride. Sono progettate per accumulare energia durante la pedalata che è possibile utilizzare quando il ciclista è stanco oppure affronta un tratto particolarmente faticoso.

La bici a pedalata assistita è dotata di un motore elettrico montato solitamente vicino alla ruota posteriore o al centro del telaio sprigionando l'energia attraverso il pignone o al mozzo.

Quando si attiva la pedalata assistita si sceglie il livello di assistenza che si intende sfruttare tramite il display posizionato sul manubrio che controlla il sensore. In base al livello di assistenza impostato il motore fornirà un determinato livello di potenza durante la pedalata.

La pedalata assistita è diversa dalla modalità acceleratore delle bici elettriche perché richiede ai ciclisti di pedalare mentre la modalità acceleratore non richiede nessuna pedalata in quanto utilizza esclusivamente il motore per far avanzare la bici. Ciononostante è possibile trovare questa funzione anche sulle bici a pedalata assistita
Diamo un'occhiata più da vicino a come funzionano e alle componenti delle bici a pedalata assistita.

Qui trovi un breve sommario di cosa parleremo in questa guida:

Differenza tra bici a pedalata assistita e Speedy Ebike o S-Pedelec

Le bici a pedalata assistita sono dimensionate per avere motori con potenza massima nominale continua di 250 W. Tale potenza è determinata dalla normativa che definisce questa come potenza massima affinché i veicoli che soddisfano queste caratteristiche possano essere considerati, a tutti gli effetti, biciclette tradizionali.

Oltre al limite di 250W per il motore, il codice della strada definisce il limite di velocità massima di 25km/h . Oltre questi limiti, la bici elettrica viene equiparata a tutti gli effetti a un ciclomotore e necessita di omologazione, targa, patentino, casco e assicurazione. Una bici elettrica di questo tipo viene definita Speedy ebike o S-Pedelec , per distinguerla appunto da una bici a pedalata assistita che non necessita di tutti adempimenti.

Inutile sottolineare la comodità di avere un mezzo che permetta una mobilità sostenibile e una mobilità smart, soprattutto in città, senza dover sostenere ulteriori costi e pratiche burocratiche come per un ciclomotore. Questo vantaggio, insieme ad incentivi come il bonus bici elettrica, hanno determinato un rapido successo e diffusione delle bici a pedalata assistita.

Le componenti di una bici a pedalata assistita

Le bici a pedalata assistita sono composti da quattro parti chiave:

• le batterie;
• il motore;
• il telaio; 
• i raggi; 
• i freni;
• l'acceleratore (non presente su tutti i modelli).

Batterie e autonomia

Le batterie sono tra le parti più importanti della bici a pedalata assistita in quanto contengono tutta la potenza che permetterà l'assistenza alla pedalata

Dovendo mantenere una struttura agile i produttori di bici a pedalata assistita montano batterie agli ioni di litio in quanto, anche se sono più costose rispetto alle batterie ricaricabili al nichel-cadmio, sono molto più prestanti e durature.

Le batterie rilasceranno l'energia accumulata durante la pedalata in base alla modalità di assistenza richiesta. Ciò implica che più assistenza si chiede minore sarà l'autonomia che si avrà. Solitamente l'autonomia è dichiarata dai produttori delle bici elettriche in km che si possono percorrere. Valori tipici di autonomia di una bici elettrica a pedalata assistita sono dai 50 ai 100km, ma esistono bici elettriche ad elevata autonomia che possono raggiungere anche i 200km di autonomia. Ovviamente si tratta di prodotti di fascia alta o molto alta.

Motore elettrico, potenza massima e velocità massima

Le bici a pedalata assistita hanno motori elettrici integrati nel mozzo della ruota posteriore o anteriore oppure montati al centro della bici e collegati al pignone del pedale. I motori integrati nel mozzo della ruota offrono un eccellente rapporto qualità-prezzo, ma spesso non si trovano su bici elettriche di fascia alta.

I motori collegati al pignone, anche se più costosi, tendono ad offrire il trasferimento di potenza in modo migliore, poiché la potenza viene trasferita direttamente nei pedali e l'aggiunta di energia può risultare più naturale rispetto ad avere energia proveniente dalle ruote.

Per quanto riguarda la tecnologia del motore, le bici elettriche impiegano motori brushless a corrente continua, che per assenza di spazzole striscianti determinano minore resistenza meccanica, maggiore durata e minore manutenzione.

Telaio

il telaio di una bici a pedalata assistita è leggermente diverso rispetto ad una comune bicicletta. È solitamente realizzata in lega di alluminio leggera poiché più è leggero il telaio, più leggero è il peso complessivo della bici.
Il peso gioca un ruolo fondamentale in quanto influisce sull'autonomia dell'assitenza alla pedalata. Considerando che esiste un peso aggiuntivo dato dal pacco batteria e dal motore, il telaio deve essere il più leggero possibile.

I raggi delle ruote

Anche i raggi della ruota differiscono da quelli di una bici classica. Devono essere infatti più forti. Questo perché se il motore elettrico si trova nel mozzo fa girare la ruota con una maggiore forza di rotazione e ciò potrebbe piegare o rompere i raggi.

Freni

Le bici a pedalata assistita possiedono un sistema di frenata chiamata frenata rigenerativa. Questo tipo di frenata permette di accumulare energia durante la frenata. È il medesimo principio che viene utilizzato nelle auto ibride.

Acceleratore

Oltre alla funzione di pedalata assistita, alcune bici sono dotate di un acceleratore che attiva e utilizza il motore con la semplice pressione di un pulsante posizionato sul manubrio. In questi casi non è necessario pedalare per avanzare in quanto l'accelerazione della bici sarà determinata dalla posizione del variatore. 
Il variatore trasmetterà l'impulso direttamente al motore il quale, alimentato dalla batteria, trasmetterà l'energia direttamente al mozzo o al pignone.

Il sensore

Il sensore è un componente chiave di una bicicletta a pedalata assistita in quanto permette di selezionare la modalità di assistenza alla pedalata di cui si necessita, rilevare la velocità di crociera e monitorare il livello di carica della batteria.

Il sensore può essere di due tipi:

• di velocità;
• di coppia.

Il sensore di velocità

Il sensore di velocità, quando si inizia a pedalare, aziona automaticamente il motore fornendo assistenza alla pedalata sin dall'inizio della guida. Ciò consente di avere un'uniformità di pedalata indipendentemente dal tracciato. Risulta molto comodo per quelle persone che devono percorrere ampie distanze permettendo di stancarsi meno anche se questo tipo di sensore consuma più velocemente la carica della batteria.

Una funzione importante del sensore di velocità è quello che il motore deve spegnersi al raggiungimento della velocità massima di 25km/h , altrimenti si rientra nella definizione di Speedy E-Bike sopra accennata, con tutti gli oneri annessi. Trattandosi comunque di una bici a tutti gli effetti, il guidatore può comunque procedere nella pedalata autonoma superando i 25km/h , ma non deve farlo con l'assistenza del motore.

Il sensore di coppia

Il sensore di coppia invece permette di avere l'assistenza alla pedalata solo dove il pilota comincia a fare più fatica. Il sensore rileva la diminuzione della pedalata e risponde con la quantità di assistenza necessaria da abbinare alla pedalata del pilota. Ciò permette di avere una sensazione di pedalata più naturale, in quanto non viene soppressa la fatica, e prolunga la durata della carica della batteria della bici a pedalata assistita.