Come funzionano le bici elettriche: abbiamo analizzato i segreti delle e-bike

Anche se in commercio sono presenti diversi modelli con funzionalità che cambiano a seconda di tipologie e brand, tutte le bici elettriche sono dotate di alcuni componenti essenziali che ne permettono il funzionamento. In linea generale troviamo questi elementi: 

1. Il Controller: è un po’ il cervello della bicicletta,  è collegato a tutti gli altri componenti e riceve tutte le informazioni necessarie al funzionamento della e-bike
2. Il Sensore di Velocità: indispensabile per l’attivazione della pedalata elettrica quando iniziamo a pedalare
3. Il Display: solitamente a LED o LCD e, a seconda dei brand, possono rilevare e mostrare diversi tipi di informazioni come livello di batteria o livello di assistenza 
4. Il Motore: ovviamente si tratta di una delle parti più importanti per il funzionamento della bicicletta elettrica
5. La Batteria: la parte che fornisce energia a tutti i componenti e va ricaricata regolarmente per poter avere energia sufficiente per gli spostamenti. 

Cerchiamo di capire insieme come funziona una bicicletta elettrica. Come visto le e-bike sono dotate di un motore che le distingue dalle bici tradizionali. Questo infatti si avvia quando iniziamo a pedalare e ha il compito di fornire energia come una sorta di “spinta” che ci assiste durante la pedalata e ci fa sentire meno lo sforzo, aumentando anche di conseguenza la velocità in cui ci muoviamo. Abbiamo visto, inoltre, che il motore non è alimentato con combustibili (come avviene ad esempio per una moto o una macchina), bensì tramite elettricità che viene accumulata nella batteria. Di batterie ne esistono diversi tipi, ma per le bici elettriche la tipologia più comune è quella agli ioni di litio.

Nella pratica, dunque, una volta saliti in sella non ci resta che iniziare a pedalare come su una normale bicicletta “analogica”. In base al modello di e-bike acquistata, a questo punto, entra in gioco il motore: per alcune tipologie si può attivare sin dalla prima pedalata oppure partire solo al raggiungimento di un limite minimo di velocità. Una cosa da tenere bene a mente è che il limite massimo, invece, che una bici elettrica può raggiungere non dipende dal modello ma è imposto dalla legge: per l’Italia, infatti, una e-bike non può mai superare i 25 km/h anche se potenzialmente la bici potrebbe anche fare di più. 

Infine, come accade per le bici tradizionali anche le bici elettriche possono avere varie declinazioni ed essere ottimizzate per esigenze precise. Un esempio classico è la mountain bike elettrica, pensata come suggerisce il nome, per gli appassionati di sentieri montuosi e ottimizzate quindi per terreni sterrati, irregolari o accidentati. Non mancano, tuttavia, anche le bici elettriche pensate per la mobilità in città, le cosiddette city bike, che invece rendono più agili e veloci gli spostamenti da una parte all’altra della città come nei tragitti casa-lavoro. Se ne trovano di diversi tipi, anche pieghevoli - ad esempio - per essere maneggevoli e facili da trasportare anche a mano.

Immaginiamo il motore delle e-bike, quindi, come un muscolo che spinge il dispositivo. Nelle biciclette elettriche si possono trovare essenzialmente due tipi di motore 

1. hub-drive: motore situato all’interno del mozzo della ruota posteriore
2. mid-drive: a trazione centrale, quindi posizionato generalmente sul telaio. 

Per il primo tipo, posizionando il motore nel mozzo diventa invisibile. Si tratta di motori generalmente meno potenti ma molto leggeri che non appesantiscono il mezzo. Per questo si trovano spesso in bici elettriche specifiche per l’uso urbano. 

Per quanto riguarda i motori mid-drive, invece, grazie al posizionamento più basso consente una migliore distribuzione del peso. Inoltre, sfruttando il sistema di cambio della bicicletta, fornisce generalmente più potenza ed è per questo più comune trovarlo in e-bike pensate per montagne e terreni più impervi. 

È dunque evidente che il vero protagonista delle e-bike sia ovviamente il motore, che dà l’energia necessaria alla bicicletta per muoversi e assisterci nella pedalata. Quando pensiamo alle batterie al litio presenti nelle bici elettriche dobbiamo tenere in considerazione due valori: 

1. densità energetica: la quantità di energia che una batteria può immagazzinare e si misura in wattora per chilogrammo (Wh/kg)
2. densità di potenza: la quantità di energia che può essere generata dalla batteria e si misura in watt per chilogramo (W/kg)

Nel caso delle biciclette elettriche la densità energetica è una misura chiave, in quanto ne garantisce anche l’autonomia con una sola carica.
È ovvio che questa dipenda da diversi fattori esterni: l’utilizzo, la qualità, la conservazione. Tuttavia, in linea di massima ci sono alcuni orizzonti temporali che possiamo individuare. 

Se per durata della batteria intendiamo quanti chilometri di autonomia otteniamo con un singolo ciclo di ricarica questo range è compreso tra i 70 e i 120 chilometri. Molto ovviamente dipende dallo stile dalla pedalata, ma anche dal numero di soste e ripartenze. Per quanto riguarda invece la capacità di una batteria montata su una bici elettrica la vita media è compresa tra i 3 e i 5 anni, considerando dai 300 ai 1200 cicli di ricarica. A questo punto, ovviamente, la bici elettrica non smette in toto di funzionare. Tuttavia potrebbe non raggiungere più il 100% durante la ricarica rendendo necessario metterla sotto carica più spesso. 

Nella gestione di una bici elettrica, il digitale offre diverse possibilità. Molti brand, infatti, consentono di scaricare app proprietarie collegate al proprio mezzo, in modo da - dopo aver creato un account - tenere traccia degli spostamenti e personalizzare l’esperienza. Molto dipende anche dall’uso connesso alla nostra bici elettrica. 

Ad esempio, per chi la usa in contesti urbani o per brevi spostamenti quotidiani può essere più utile tenere traccia di mappe e percorsi, per programmare il tragitto in anticipo e ricever notifiche in tempo reale sul traffico. Per chi predilige, invece, allenarsi in e-bike può essere utile scaricare app che tengono traccia di parametri per valutare le prestazioni fisiche, così come personalizzare il percorso in base alla modalità di allenamento che si vuole portare a termine. 

In generale, connettendo l’app alla bicicletta tramite Bluetooth, è possibile usare lo smartphone anche per funzioni legate perlopiù alla sicurezza come poter bloccare e sbloccare il motore o le altre componenti elettroniche.