Che cos'è un monopattino elettrico o e-scooter, come funziona e la tecnologia che utilizza

Fino a poco tempo fa il monopattino era, nell'immaginario collettivo, un giocattolo per bambini. Negli ultimi anni, grazie allo sviluppo dei mezzi elettrici, è diventato un vero mezzo di locomozione individuale utilizzato da persone di tutte le età.

Il monopattino elettrico si è sviluppato principalmente nei contesti urbani dove gli spostamenti, a causa del traffico, sono sempre più problematici. La sua diffusione ha creato un'impennata nella produzione per far fronte alla considerevole richiesta. Il fattore che ha permesso l'enorme diffusione dei monopattini elettrici è sicuramente la sua semplicità d'uso e la trasportabilità. Spesso infatti il monopattino è ripiegabile e questo lo rende un mezzo ideale per andare in ufficio o al lavoro, anche in contesti dove i parcheggi sono limitati.

La recente emergenza causata dalla pandemia di Covid-19 e l'ulteriore necessità di ridurre il traffico senza sovraffollare i mezzi pubblici ha dato l'impulso definitivo, facendo diventare l'e-scooter un prodotto di massa, anche grazie a incentivi per la mobilità sostenibile come il bonus monopattino.

Vediamo quindi dl comprendere il funzionamento di un monopattino elettrico e analizziamo le vari parti di cui è composto.

Le componenti del monopattino elettrico

Il monopattino elettrico è composta da una piattaforma poggia piedi, un manubrio con attacco a T dotato di acceleratore e freno a mano, due ruote (alcuni modelli sono dotati di tre o quattro ruote) e sospensioni anteriori e posteriori.

La maggior parte dei monopattini elettrici inoltre sono dotati di cerniera alla base del manubrio che consente di piegarli, diminuendone le dimensioni e consentendo di trasportarli facilmente.Oltre alle parti estetiche, il monopattino elettrico è formato da 4 componenti principali, ovvero:

• La batteria
• Il motore
• I freni
• Il regolatore di velocità

Analizziamo quindi queste componenti principali.

Batteria

In commercio si trovano monopattini elettrici con tre tipi di batteria:

• nichel-metallo idruro
• piombo acido
• al piombo acido e ioni di litio.

A seconda del modello viene montato un pacco batterie diverso per conferire caratteristiche di velocità e autonomia diversa.

Batterie al Nichel-metallo idruro (NiMH)

Le batterie NiMH rappresentano la via di mezzo tra le batterie piombo acido e le più recenti ioni di litio. Le batterie NiMH hanno una carica più lunga rispetto a una versione al piombo, ma sono più pesanti della varietà agli ioni di litio. Sono quindi un'alternativa economica alle più costose batterie agli ioni di litio e molto più valida rispetto alle batterie piombo acido.

Batterie al Piombo acido

Sono le più diffuse batterie in ambito elettrico. Le batterie al piombo acido non hanno ancora perso il loro posto come dispositivo di avviamento preferito per le automobili e la fonte di energia per i veicoli elettrici. Anche se più ingombranti e pesanti rispetto ad altri pacchi batteria, sono ancora i più diffusi tra i monopattini elettrici grazie al loro costo contenuto e la buona autonomia.

Batterie agli ioni di litio

E' la più recente tecnologia delle batterie per i monopattini elettrici, ma anche la più costosa.
La tecnologia agli ioni di litio è più potente, mantiene una carica molto più lunga rispetto alle batterie al piombo acido o al NiMH. Inoltre il pacco batteria ioni di litio risulta più leggero e ha dimensioni molto più contenute. Ovviamente tutte queste caratteristiche positive fanno aumentare il prezzo dell'e-scooter che le monta e viene quindi utilizzata nei monopattini elettrici di fascia alta.

Il motore

Altra componente fondamentale del monopattino elettrico è ovviamente il motore. Esso è alimentato del pacco batteria. Esistono diversi tipi di motori che vengono impiegati nei monopattini elettrici. Anche in questo caso il tipo di motore montato determina una variazione del prezzo del monopattino elettrico.

Il motore determina la massima velocità, accelerazione, la capacità di arrampicata, il consumo di energia e le prestazioni. Tutti i monopattini elettrici hanno almeno un motore mentre nei modelli di fascia alta possono essere presenti anche due motori.

Il motore ha una potenza nominale espressa in Watt. Un watt è una misura di potenza equivalente a un joule al secondo , cioè l'unità di energia per l'unità di tempo. Pertanto il termine wattaggio si utilizza come sinonimo di potenza. Un wattaggio del motore più elevato, consentirà al motore un'accelerazione più rapida, la possibilità di trasportare più peso e permetterà di poter scalare pendenze più ripide.

I watt indicano quanta potenza è in grado di consumare il motore. Ovviamente un motore con un valore alto di watt consumerà molta più energia in un breve lasso di tempo. È anche vero che più energia consuma più energia meccanica produrrà e quindi la velocità di crociera sarà maggiore. Più in generale, la potenza del motore è un buon modo per confrontare le prestazioni dei diversi monopattini elettrici.

I freni

Un sistema di frenata di qualità, è essenziale per la sicurezza del pilota e degli altri. Permette di controllare la guida e prevenire incidenti. I freni dei monopattini elettrici possono essere suddivisi in due categorie: freni meccanici e freni elettronici.

I sistemi di frenatura meccanica sono quelli che si basano su un meccanismo fisico per rallentare lo scooter e sono i noti freni a disco, a tamburo e a pedale. I sistemi di frenatura elettronici si basano sull'uso del motore stesso per la frenata e includono sistemi di frenatura rigorosamente elettronici e rigenerativi.

I sistemi di frenatura meccanici offrono una frenata molto più forte rispetto ai sistemi elettronici. Tuttavia, i sistemi elettronici traggono vantaggio dal non richiedere alcuna regolazione o manutenzione periodica. Molti monopattini elettrici hanno una combinazione di entrambi i sistemi di frenatura, sia elettronici che meccanici.

Il regolatore di velocità

Il regolatore di velocità invia alimentazione al motore in base alla posizione dell'acceleratore.

Il regolatore di velocità è un componente elettronico nascosto all'interno del monopattino elettrico che controlla il flusso di corrente dalla batteria al motore. È formato da un controller che riceve input dall'acceleratore e dai controlli elettronici del freno e li traduce in una corrente che viene inviata al motore.

I controller sono classificati in base alla tensione e alla corrente che sono in grado di regolare. I monopattini con motori più potenti avranno controller con tensione massima più elevata e valori nominali di corrente massima più elevati.