Prima di entrare nel dettaglio del funzionamento dell'assistenza elettrica per biciclette, è necessario avere una chiara comprensione delle nozioni di base. La potenza della pedalata viene convertita in potenza del motore grazie a un PAS che rileva la coppia. La potenza del motore è pari a circa 2 watt per watt di pedalata. Pertanto, se si pedala più forte, il motore genererà più potenza. Tuttavia, se si pedala poco, il motore produrrà una potenza minima.
Sensore di cadenza
Le biciclette elettriche con sistema di pedalata assistita avviano il motore quando il ciclista inizia a pedalare. Di conseguenza, il ciclista non ha bisogno di tenere premuto l'acceleratore e può semplicemente pedalare in avanti. Il motore determina la potenza necessaria per spingere il ciclista in avanti. I sistemi di assistenza alla pedalata di fascia alta sono dotati di un sensore di cadenza che misura la velocità di pedalata.
Lo svantaggio delle biciclette elettriche basate sul sensore di cadenza è che possono essere meno reattive alle variazioni della velocità di pedalata. Anche se queste biciclette possono sembrare meno reattive agli sforzi di pedalata, offrono comunque un allenamento potente.
Livelli di assistenza alla pedalata
Quando si usa una bicicletta elettrica, si può scegliere tra vari livelli di assistenza alla pedalata. Ogni livello ha un impatto diverso sulla potenza del motore. A livelli più alti, il motore vi darà una spinta maggiore e andrà più veloce. Ma un livello più alto di assistenza alla pedalata consuma anche una maggiore quantità di carica della batteria, riducendo la distanza percorribile tra un ciclo di ricarica e l'altro.
Le biciclette elettriche dispongono di tre livelli di assistenza alla pedalata. Maggiore è l'assistenza, maggiore sarà l'energia utilizzata dal motore. Più basso è il livello di assistenza, minore sarà l'energia utilizzata dalla batteria, il che è importante se si vuole preservare la batteria. Se si prevede di pedalare su terreni pianeggianti, si dovrebbe scegliere un livello di assistenza alla pedalata basso, che fornisca l'energia sufficiente per pedalare per una distanza ragionevole.
Software PedalSense
Il software PedalSense è un software che integra un sensore nella trasmissione della bicicletta e consente alla bicicletta di rispondere alla rotazione del pedale. Il sensore funziona misurando la velocità di rotazione del pedale e pulsa quando un ciclista pedala in avanti o in retromarcia. Risponde variando la quantità di assistenza alla pedalata e regolando la potenza di conseguenza.
La maggior parte delle biciclette chiavi in mano dispone dell'impostazione di assistenza PAS. Si tratta di una sorta di setpoint dell'acceleratore che consente di controllare la quantità di potenza fornita dal motore. In altre parole, se si desidera l'assistenza 50%, il motore funzionerà a metà potenza mentre si pedala. In questo modo è possibile pedalare più velocemente, senza utilizzare tutta la potenza del motore.
Batteria
Le dimensioni della batteria utilizzata nei sistemi di assistenza per biciclette elettriche possono influire sull'esperienza di guida. Una batteria più pesante può limitare la velocità e la distanza percorribile con la bicicletta. Il peso della batteria rappresenta circa 30% del peso di una bicicletta elettrica. Fortunatamente sono disponibili batterie di diverse dimensioni.
La durata della batteria dipende da diversi fattori, tra cui il terreno, la pendenza e il tipo di guida. Una corretta gestione contribuisce a garantire una lunga durata della batteria. È necessario caricare regolarmente la batteria, anche se non si utilizza la bicicletta elettrica per lunghi periodi di tempo.
Collegamento dati wireless
Il collegamento dati wireless consente alle biciclette elettriche di comunicare tra loro e con uno smartphone. I dati raccolti vengono utilizzati per controllare il livello di assistenza e altri aspetti del funzionamento della bicicletta. I controller delle biciclette elettriche contengono un modulo microcontrollore PIC che esegue operazioni di calcolo e una memoria EEPROM per la memorizzazione dei dati. Il chip driver DS28CM00 garantisce la sicurezza del sistema e fornisce un identificatore unico per ogni dispositivo. È presente anche una porta Mini USB che consente all'utente di aggiornare il firmware.
Il progetto Smart E-Bikes è finanziato dal Research Council UK e guidato da Frauke Behrendt dell'Università di Brighton. Il team del progetto comprende Sally Cairns del Transport Research Lab e David Raffo della Raleigh UK Ltd.
