PASSIONE E-BIKE In questi mesi è diventato il nuovo oggetto del desiderio, più ambito - per alcuni - dell’automobile, nel tragitto casa-lavoro ma anche per qualche escursione domenicale, da preferire alla più costosa e inquinante automobile. Stiamo parlando della bici elettrica, o e-bike, che dopo il lockdown di questi mesi e gli incentivi messi a disposizione dal Governo sta conoscendo una nuova vita, e uno straordinario successo commerciale (ecco le migliori e-bike sotto i 1.500 euro, al netto degli incentivi). Vediamo allora di scoprire più da vicino come sono fatte, e come funzionano, le e-bike; quali tipi di biciclette elettriche esistono, quali motori montano, come funzionano le batterie e i sensori, quanti km si possono fare, e i consigli per aumentare l’autonomia della e-bike.
- E-bike: cos’é?
- Bici elettrica: com’è fatta
- Quali tipi di e-bike esistono?
- Incentivi all’acquisto di una e-bike
- Motore della bici elettrica
- Livelli di assistenza di una e-bike
- Il display delle e-bike
- La centralina: a cosa serve?
- I sensori di pedalata e di coppia
- Batteria delle bici elettriche
- Autonomia della batteria
- Come aumentare l’autonomia della batteria
- La funzione “walk” delle e-bike
- I freni delle bici elettriche
E-BIKE: COS’È?
La bicicletta a pedalata assistita, altrimenti conosciuta come bici elettrica, o e-bike, o ancora pedelec (da pedal electric cycle), è una bicicletta dotata di un sistema composto da motore elettrico, centralina, display e batteria, con l’obiettivo di assistere il ciclista durante la pedalata. Per poter essere definita tale, una e-bike deve avere un motore che entra in funzione solo quando si sta pedalando. Il motore deve avere una potenza nominale di 250W e funzionare solo fino alla velocità massima di 25 km/h (con un minimo di tolleranza). Superata questa soglia l’assistenza elettrica si interrompe; se vuole andare più veloce, il ciclista può contare solo sulle sue gambe. Le biciclette che superano questi limiti sono le s-pedelec, che possono andare fino a 45 km/h, con il motore che può arrivare a 1000 W. Equiparate di fatto a un ciclomotore, richiedono il patentino e l’uso di dispositivi di sicurezza come il casco, vanno omologate e sono soggette al pagamento del bollo.
In questo articolo non ci occupiamo delle s-pedelec, ma solo delle pedelec.
BICI ELETTRICA: COME È FATTA
Gli elementi principali che compongono la parte elettrica di una e-bike sono sostanzialmente quattro:
- Il motore, che si occupa di fornire la spinta alle ruote
- Il display, che visualizza le informazioni sulla bicicletta, insieme ai comandi per accenderla e controllarne le funzioni
- La batteria, che accumula energia e la fornisce al motore quando richiesto
- La centralina, che gestisce i comandi impartiti al motore
QUALI TIPI DI E-BIKE ESISTONO?
Come per le più tradizionali biciclette muscolari, il mercato delle e-bike si è ampliato a dismisura e contempla modelli e formati per ogni esigenza e necessità, dagli amanti del fuoristrada duro e puro ai commuter più pigri. In molti casi le differenze tra una tipologia e l’altra sono davvero minime, e i modelli “ibridi” assai numerosi.
e-Mountain Bike (eMTB)
Le mountain bike elettriche sono uno dei segmenti di mercato di maggior successo, e il motivo è presto spiegato: l’aiuto dato dalla spinta del motore apre il mondo del fuoristrada ad appassionati e amatori che, fino a questo momento, se ne erano tenuti alla larga per la oggettiva difficoltà di affrontare sentieri e sterrati con la sola forza delle gambe. Anche in questa categoria esistono diversi modelli specifici per le varie discipline (marathon, trail, downhill ecc.), ma di base le eMTB si caratterizzano per il telaio con il tubo orizzontale molto inclinato, il manubrio piatto e largo, freni potenti, pneumatici larghi e rapporti cortissimi. Negli ultimi anni si è imposto anche il reggisella telescopico comandato al manubrio, che permette di regolare dinamicamente l’altezza della sella.
Road
Al contrario delle mountain bike, la categoria delle bici da strada è una di quelle che maggiormente trova difficoltà a prendere piede (anche se la situazione sta lentamente migliorando), e per diversi motivi: il primo è di natura culturale, che vede il ciclista come sportivo puro, che usa solo le gambe per raggiungere qualsiasi meta, anche i passi montani più impervi. Ci sono poi almeno un paio di questioni più oggettive: il peso superiore di una bicicletta da strada elettrica, che tendenzialmente oscilla tra i 12 e i 15 kg, molto più di una muscolare ad alte prestazioni; a questo si unisce il fatto che la velocità media in strada - specialmente se pianeggiante - supera di molto i 25 km/h garantiti dall’assistenza elettrica, che rischia quindi di essere poco utilizzata, con l’aggravio di dover spingere un mezzo più pesante. Resta comunque un’ottima soluzione per chi vorrebbe sfidare la montagna ma non è sicuro di avere sufficienti gambe per arrivare fino in cima (e non disdegna un piccolo aiuto nel ritorno a casa), e rappresenta comunque un’ottima alternativa negli allenamenti.
Gravel
Pensate per chi ama la posizione di guida di una stradale pura ma non disdegna qualche escursione su strade bianche o sterrati leggeri, le gravel sono le ultime arrivate nel panorama delle due ruote. Ne esistono in diverse varianti, dalle road con ruote tassellate alle mountain bike con telaio stradale e ruote sottili, e via di questo passo.
Trekking
Le bici da trekking sono progettate per tragitti più lunghi, che prevedono magari di fermarsi a dormire lungo la strada, e hanno quindi una posizione di guida particolarmente confortevole. Robuste nella costruzione, sono dotate di parafanghi e impianto di illuminazione, così come di portapacchi per le borse da viaggio. I modelli pensati per le percorrenze più lunghe hanno anche un portapacchi anteriore, e spesso montano di serie due batterie, così da aumentare l’autonomia massima.
City
La bicicletta più classica e diffusa, che non poteva non essere disponibile anche in versione elettrica. Di solito è venduta in due versioni, con il tradizionale tubo orizzontale o con geometria “step-through”, che facilita la salita in sella e l’appoggio dei piedi quando ci si ferma, ma sotto la dicitura “City” si trovano modelli di tutte le forme e varianti. Le ruote sono solitamente da 26” o 28”, e a bordo si trova tutto ciò di cui si ha bisogno in città: portapacchi e/o cestello anteriore, parafanghi, campanello e luci di posizione davanti e dietro. La posizione di guida è rilassata e la sella imbottita, per garantire un buon comfort. Se ben equipaggiata, e con un motore all’altezza, le e-bike da città vanno benissimo anche per uscite fuori porta o tragitti più lunghi del normale.
Sport/ibride
La zona che definisce una bicicletta sportiva o ibrida è abbastanza grigia, e occorre muoversi più che altro per esclusione. Posto che una ibrida rappresenta un’alternativa più sportiva alla bicicletta di tutti i giorni, e che può essere utilizzata sia per la città che per qualche sporadico sterrato o strada bianca, le ibride sono tutte le bici che non ricadono nelle classificazioni precedenti. Tipicamente possono avere una posizione di seduta un po’ più allungata, un maggior numero di rapporti e sottili ruote da 28”.
Foldable
Sono piccolissime e compatte, montano ruote da 14”, 16” o 20” (le migliori, per spostarsi con maggior sicurezza) e hanno il motore montato nel mozzo di una delle due ruote. La loro caratteristica principale - come dice il nome stesso - è di poter essere piegate e riposte nel bagagliaio dell’auto, oppure portate su treni e mezzi pubblici. La procedura per la chiusura e l’apertura della bicicletta richiede sempre un po’ di pratica, ma una volta presa la giusta confidenza bastano pochi secondi per passare da una configurazione all’altra. Le foldable sono perfette per muoversi in città, per tratti relativamente brevi e coprire il proverbiale “ultimo miglio”. Una volta richiuse possono essere portate con sé e non lasciate per strada alla portata dei malintenzionati.
Cargo
Possono avere il piano di carico davanti oppure dietro, e grazie all’assistenza elettrica stanno conoscendo una seconda vita, in particolare nelle grandi città, dove sono utilizzate dai servizi di consegne a domicilio e dai piccoli artigiani, che nel traffico possono muoversi più rapidamente rispetto a un’auto o un furgone. Nei paesi del Nord Europa, dove la cultura della bicicletta è molto più diffusa che da noi, sono molto utilizzate dalle famiglie con bambini piccoli.
INCENTIVI ALL’ACQUISTO DI UNA E-BIKE
Una delle spinte maggiori al mercato delle due ruote (in costante crescita negli ultimi mesi) arriva dal Decreto Rilancio varato lo scorso maggio dal Governo italiano, che stabilisce un bonus per l’acquisto di biciclette (muscolari ed elettriche), monopattini, hoverboard e altri veicoli per la mobilità personale. Il bonus viene riconosciuto nella misura del 60% della spesa sostenuta e, comunque, di importo non superiore a 500 euro. L’incentivo ha valore retroattivo e si applica agli acquisti effettuati dallo scorso 4 maggio, ed è rivolto a tutti i residenti di capoluoghi di Regione, Città metropolitane, capoluoghi di Provincia e Comuni con più di 50.000 abitanti, una platea che copre quasi 22 milioni di italiani.
Il governo ha stanziato per il momento 220 milioni di euro per il bonus mobilità, che può essere ottenuto sia sotto forma di rimborso per un acquisto già sostenuto (e in questo caso occorre una prova d’acquisto valida, fattura o cosiddetto “scontrino parlante”), oppure come erogazione di un buono spesa elettronico, su una piattaforma che dovrebbe essere resa operativa nelle prossime settimane.
Ecco tutto quello che c'è da sapere sul bonus biciclette.
MOTORE DELLA BICI ELETTRICA
Il motore della e-bike è il suo cuore pulsante, quello che si occupa fisicamente di spingere la bicicletta assistendo il ciclista nella pedalata. A seconda del tipo di bici e altre variabili di natura perlopiù economica, il motore può trovarsi in posizione centrale, tra i due pedali, oppure sul mozzo della ruota posteriore, e in alcuni casi anche nel mozzo di quella anteriore. Vediamo quali sono i pregi e i vantaggi delle diverse soluzioni, e come influenzano lo stile di guida e la manovrabilità della e-bike.
MOTORE CENTRALE Questa soluzione offre una distribuzione del peso più uniforme e bilanciata; il baricentro della bicicletta si abbassa, e ne guadagnano stabilità e facilità di guida. Il motore agisce direttamente sul meccanismo di rotazione dei pedali, offrendo una pedalata più “naturale” e simile a quella di una bicicletta tradizionale. Le e-bike con motore centrale si prestano maggiormente a un uso sportivo, o comunque nelle situazioni in cui sono importanti le prestazioni pure; è il caso delle trekking, delle mountain-bike e delle stradali.
Gli svantaggi sono legati alle maggiori sollecitazioni sulla trasmissione (corona, ruote dentate e catena), che viene “tirata” quando il motore inizia a spingere. In questo caso, verificate che la bicicletta abbia una trasmissione specifica per e-bike, e ogni volta che cambiate cercate di allentare leggermente lo sforzo sui pedali, così da alleggerire il carico sulla catena. Il motore centrale richiede inoltre un telaio costruito apposta (non si può adattare un modello già esistente), variabile che fa lievitare il prezzo complessivo della bicicletta.
MOTORE POSTERIORE La trasmissione della potenza in questo caso è diretta alla ruota, rendendo la guida più dinamica e silenziosa. La posizione permette anche di recuperare l’energia in rilascio e frenata, ma non tutti i modelli la supportano. Questa soluzione apre le porte al retrofitting, ossia il montaggio di un kit da e-bike su una bicicletta già esistente. Lo svantaggio più evidente è lo sbilanciamento dei pesi, che comporta una maggior attenzione quando si pedala. Inoltre, smontare la ruota per operazioni comuni - come la riparazione di una foratura - può essere molto complicato.
MOTORE ANTERIORE Una soluzione ormai sempre meno utilizzata, perché gli svantaggi sono di gran lunga superiori ai vantaggi, che di fatto si limitano alla possibilità del retrofitting. Il peso maggiore sulla ruota anteriore rischia di rendere meno intuitivo l’uso dello sterzo, con il pericolo di girare la ruota in curve strette o su terreni scivolosi.
LIVELLI DI ASSISTENZA DI UNA E-BIKE
Ogni e-bike possiede dei comandi al manubrio che permettono di regolare il livello di assistenza alla pedalata, ossia la quantità di “aiuto” fornita dal motore alle gambe del ciclista. Il numero di livelli di assistenza varia da produttore a produttore; alcuni, come Bosch, permettono di crearne di personali. Ecco i più utilizzati:
- ECO È il livello di assistenza più basso, con una spinta che corrisponde solitamente al 40/50% della forza impressa da chi pedala. Si devono usare di più le gambe, ma è anche il livello che garantisce la massima durata della batteria. Le stime di autonomia dichiarate, di solito, si basano su questa impostazione
- TOUR La via di mezzo che va bene un po’ per tutto, per arrivare in tempi relativamente brevi ai 25 km/h massimi, per fare meno fatica, o per superare piccoli saliscendi (colline, cavalcavia ecc.). La spinta in questo caso corrisponde circa al 100% della potenza muscolare: il motore eroga la stessa forza che mettiamo noi nel pedalare. L’autonomia della batteria, naturalmente, ne risente
- SPORT Modalità per salite impegnative, per chi cerca lo scatto alla partenza o ha poca voglia di muovere le gambe. La percentuale di potenza erogata si aggira attorno al 150/170%
- TURBO La più dispendiosa in assoluto, riduce moltissimo le prestazioni della batteria, perché eroga fino a un massimo del 300%, quindi tre volte la forza impressa sui pedali (nei limiti dei 250W di potenza del motore, naturalmente)
IL DISPLAY DELLE E-BIKE
Il display rappresenta l’interfaccia tra ciclista e bicicletta, e visualizza informazioni utili durante gli spostamenti. Solitamente il display è collocato al centro del manubrio, mentre i comandi fisici che regolano accensione e gestione dei livelli di assistenza possono essere montati vicini alle manopole, così da non dover staccare le mani durante la guida. Ogni produttore ha comunque filosofie diverse, e posizione di display e comandi possono variare sensibilmente da modello a modello. Come per qualunque altro componente della e-bike esistono diversi tipi di display, dai più spartani ai più evoluti.
DISPLAY ANALOGICO Una piccola console con interruttori da cui regolare il livello di assistenza, e luci che mostrano lo stato di carica della batteria. Non ci sono indicazioni di altro tipo.
DISPLAY DIGITALE Può essere un semplice schermo a cristalli liquidi o di tipo più evoluto. Tra le informazioni che vengono più comunemente visualizzate troviamo la velocità istantanea, la percorrenza attuale e complessiva, il livello di assistenza selezionato, la carica residua della batteria. I display più completi riportano anche l’autonomia residua (stimata), la potenza erogata dal motore e generata dal ciclista, le calorie bruciate, la cadenza (numero di pedalate al minuto) il consumo medio di corrente, e altro ancora.
DISPLAY BLUETOOTH Si connette allo smartphone del ciclista, e oltre alle informazioni di viaggio può visualizzare chiamate, gestire la riproduzione di brani musicali e mostrare le indicazioni del GPS.
LA CENTRALINA: A COSA SERVE?
La centralina è il centro di comando della e-bike: di fatto è un piccolo computer che si occupa di leggere i dati che arrivano dall’esterno (sforzo impresso dai pedali, velocità attuale, ma anche gli input impartiti tramite i comandi al manubrio) e gestire la potenza erogata dal motore, sulla base del livello di assistenza impostato e dello sforzo impresso dal ciclista. Le centraline più evolute includono altri sensori, come quello di frenata: quando si agisce su una delle leve dei freni, il motore viene spento automaticamente. La centralina può essere esterna, all’interno di una scatoletta metallica, separata dagli altri componenti, oppure integrata con motore o batteria, maggiormente al riparo da urti e intemperie.
I SENSORI DI PEDALATA E DI COPPIA
Come ormai avrete capito, il motore di una e-bike, per legge, funziona solo quando anche il ciclista sta pedalando, e comunque non oltre i 25 km/h. I sensori si occupano quindi di rilevare quando i pedali sono in movimento, comunicando con la centralina che, a sua volta, comanda la potenza erogata dal motore. I sensori si dividono in due grandi categorie:
SENSORE DI ROTAZIONE DEI PEDALI La soluzione più economica e meno efficiente: è composta da magneti montati sul movimento centrale dove si trovano i pedali, e il funzionamento è analogo a quello dei misuratori di velocità sui raggi della bicicletta. Quando si comincia a pedalare, vengono rilevati i passaggi dei magneti e attivato il motore. Maggiore il numero di magneti lungo il movimento centrale, migliore la reattività della bicicletta. Con questo tipo di sensori occorre imprimere più forza nelle partenze (come una bici tradizionale), e la potenza erogata è indipendente dalla spinta del ciclista: è sufficiente che ci sia una rotazione dei pedali per ottenere la spinta del motore. I più pigri possono sfruttare questa tecnologia per la cosiddetta “pedalata fantasma o simbolica”, ossia limitarsi a far girare i pedali senza sforzo, e lasciare che sia il motore a spingere. L’autonomia, però, ne risente in maniera importante.
SENSORE DI COPPIA La tecnologia più evoluta, che misura la forza impressa sui pedali dal ciclista, è solitamente abbinata al sensore di cadenza (numero di pedalate al minuto). Con questo tipo di sensori il motore eroga potenza in maniera proporzionale alla spinta muscolare, generando una pedalata più naturale e omogenea. Il motore si attiva subito, appena il piede comincia a spingere sui pedali, alleggerendo la fatica delle partenze da fermi. È il sensore che garantisce la maggiore autonomia, ed è adatto per un uso intenso della bicicletta, che si tratti di percorrere lunghi tragitti, andare in fuoristrada o affrontare lunghe salite.
BATTERIA DELLE BICI ELETTRICHE
Se il motore è il cuore della e-bike, la batteria è l’organo che lo fa battere, e che gli permette di erogare la spinta che assiste il ciclista. La batteria è uno degli elementi che lascia maggiormente spazio ai progettisti, che possono collocarla in diversi punti della bicicletta; quelli più utilizzati sono il tubo obliquo e la zona sotto il portapacchi, ma esistono soluzioni al manubrio (come nel caso di Askoll), nel mozzo o addirittura sotto la sella. Quella nel tubo obliquo è la soluzione che sta prendendo maggiormente piede, perché si integra meglio nel design della bici e permette una migliore distribuzione dei pesi. La batteria è quasi sempre removibile, ed è una caratteristica imprescindibile per una e-bike: per sicurezza, quando si trasporta la bici con la macchina, ma anche per comodità di ricarica e per le operazioni di manutenzione e pulizia. Le capacità degli accumulatori possono variare da produttore a produttore, ma tipicamente il range medio oscilla tra i 300 e i 500 Wh.
AUTONOMIA DELLA BATTERIA
Questa è LA domanda che tutti si fanno, ma a cui non è possibile dare una risposta univoca, o semplice. Come abbiamo raccontato anche nelle nostre prove delle e-bike, i fattori che influenzano l’autonomia di una e-bike sono moltissimi: il peso del ciclista, la temperatura esterna, il livello di assistenza impostato, la velocità, il vento a favore o contro, la pendenza della strada, il numero di partenze e ripartenze lungo il tragitto, la pressione degli pneumatici... Da questo punto di vista, i ragionamenti da fare non sono poi molto diversi da quelli relativi ai consumi di un’automobile: in città si consuma molto, assai meno sulle strade extraurbane e sulle ciclabili.
Come per i consumi delle auto, anche l’autonomia dichiarata per una e-bike corrisponde di solito al livello di assistenza minimo e in condizioni d’uso ottimali. Se si spinge un po’, insomma, è normale che i km percorsi possano anche dimezzarsi rispetto al dato ufficiale. Per un’idea di massima potete dare un’occhiata al tool messo a disposizione da Bosch per il calcolo dell'autonomia sui suoi sistemi per ebike, e che tiene conto di diversi fattori e variabili, che si possono impostare e modificare liberamente.
COME AUMENTARE L’AUTONOMIA DELLA BATTERIA
Diversamente da un’automobile, quando si rimane a “secco” con la batteria è sempre comunque possibile tornare a casa... Basta pedalare! Si fa un po’ più di fatica per via del peso superiore della e-bike, ma non si rimane a piedi. Ecco comunque alcuni accorgimenti che permettono di allungare l’autonomia della batteria:
- Ridurre, laddove possibile, il livello di assistenza, tenendo quelli più alti solo per le salite
- Tenere sotto controllo la pressione degli pneumatici
- Usare il cambio, specialmente nelle partenze, con marce leggere prima e aumentare gradualmente a quelle più “lunghe”
- Viaggiare il più possibile leggeri, evitando pesi inutili
- Andare oltre i 25 km/h dove si può, se si può, così da non usare il motore
LA FUNZIONE “WALK” DELLE E-BIKE
Alcuni modelli di bici elettrica dispongono dell’utile funzione “Walk” che, tramite la pressione di un tasto sul display, fa procedere la bicicletta in autonomia, senza necessità di pedalare, tipicamente a una velocità che varia dai 4 ai 6 km/h. Visto il peso mediamente più alto di una e-bike rispetto a una muscolare, questa particolare funzionalità si rivela utile quando si devono percorrere tratti pedonali a piedi, magari anche in salita, oppure superare ostacoli che richiedono di scendere dalla sella. Ancora, può rivelarsi fondamentale in caso di inconvenienti (come la rottura della catena) che impediscono di tornare a casa pedalando.
I FRENI DELLE BICI ELETTRICHE
Sulle e-bike, i freni sono gli stessi delle muscolari, ma i produttori tendono a orientarsi principalmente sulle due tipologie più performanti: i cosiddetti V-brake (o freni a V) e i freni a disco. Il motivo è presto detto: le biciclette elettriche hanno velocità medie superiori, ed è quindi importante che l’impianto frenante possa garantire spazi di arresto ridotti, e una maggior resistenza all’uso intensivo. I V-Brake utilizzano un solo cavo, e richiedono una pressione minore per funzionare rispetto a quelli tradizionali a pattino. I freni a disco, dal canto loro, costano di più ma hanno un’alta efficienza e risentono meno di fattori ambientali come fango e acqua.
