motores de Bicicleta Eléctrica, explicados

Las bicicletas eléctricas son más populares que nunca y están disponibles en casi todos los precios. Si está pensando en comprar uno, lo más probable es que tenga algunas preguntas sobre el motor eléctrico que lo impulsa sobre las colinas y entrega Strava KOMs imposibles. Nosotros también lo hicimos, así que investigamos la creciente industria de las bicicletas eléctricas para descubrir todo lo que pudimos sobre los motores y la forma en que interactúan con la bicicleta eléctrica y el ciclista.,

al hacerlo, hablamos con expertos como Justin Lemire-Elmore, fundador y propietario de Grin Technologies, una empresa de ingeniería con sede en Vancouver que se especializa en kits de bicicletas eléctricas DIY. Pontus Malmberg, fundador de Blix Bikes y co-diseñador de spintech hub-drive motors, y Jonathan Weinert, gerente de ventas y marketing de Bosch eBike Systems, también aportaron su experiencia.,

en esta guía

en la siguiente explicación, revisaremos estos temas de motores de bicicleta eléctrica:

cómo funcionan los motores de bicicleta eléctrica

cómo funcionan los motores con el resto de la bicicleta eléctrica

los diferentes tipos de motores

motores de accionamiento medio vs motores de eje

qué significan las clasificaciones de potencia

qué más buscar

esperamos que se vaya con una mejor comprensión de la tecnología, aunque solo sea para satisfacer sus curiosidades sobre las bicicletas que van zumbando.,

cómo funcionan los motores de Bicicleta Eléctrica

fundamentalmente hablando, los motores eléctricos traducen la energía eléctrica en energía mecánica. Las bicicletas eléctricas usan motores de CC sin escobillas, o motores BLDC, lo que significa que no usan cepillos para alternar la dirección de la corriente que fluye hacia el motor, como lo hacían los motores eléctricos más antiguos. Esos cepillos hicieron que los motores fueran menos eficientes y tendieron a desgastarse con el tiempo, por lo que los motores sin escobillas han sido el estándar durante más de una década.,

abre un motor BLDC y verás un montón de cables enrollados alrededor de una serie circular de polos. Ese es el estator; se convierte en un electroimán cuando el controlador del motor extrae la corriente de la batería a los cables. También verá una serie circular de imanes permanentes, ya sea directamente dentro o fuera del estator., La orientación de los imanes en relación con el estator depende del tipo de motor BLDC, pero de cualquier manera, ese es el rotor.

comprender la interacción entre el rotor y el estator es crucial para comprender cómo funcionan los motores de la bicicleta eléctrica. Cuando la corriente corre a través de los electroimanes del estator en una secuencia circular, esos electroimanes repelen y atraen los imanes permanentes en el rotor, haciendo que gire. El estator está unido a un eje. En un motor de accionamiento medio, el eje gira para generar par, y ese par le brinda asistencia para pedalear a través de un pequeño plato conectado al eje., En los motores de cubo, el eje se convierte en el eje y, por lo tanto, no gira. En cambio, el rotor en sí gira, haciendo que todo el motor (cubo) gire, creando así un par para girar la rueda delantera o trasera.

cómo funcionan los motores con el resto de la E-Bike

Además del motor, todas las E-bikes tienen controladores de motor y baterías. Los controladores modulan la cantidad de energía que fluye al motor, que utiliza su entrada para transferir la cantidad deseada de corriente de la batería al motor., «Lo que hace que una bicicleta eléctrica sea una bicicleta eléctrica es la experiencia de cómo se reparte la energía», dice Lemire-Elmore. Las bicicletas eléctricas asistidas por pedales pueden usar un sensor de velocidad (también conocido como cadencia), que regula la e-assist detectando la cadencia de pedaleo del ciclista, o sensores de par, que detectan cuánto par está poniendo el ciclista en los pedales. Algunas bicicletas eléctricas tienen reguladores que le permiten usar el motor independientemente de su pedaleo, aunque las leyes regionales definen dónde puede y no puede usar bicicletas eléctricas equipadas con acelerador.,

los diferentes tipos de motores

a pesar de compartir la misma tecnología básica, Los motores que verás en las E-bikes de hoy vienen en tres variantes básicas. Los motores de tracción media se colocan en el centro del cuadro de la bicicleta, donde normalmente se encuentra el pedalier. Las bicicletas eléctricas impulsadas por buje tienen motores dentro del buje delantero o trasero, y hay dos tipos de motores de buje. Los motores de eje de transmisión directa, aparte de sus rodamientos, no tienen partes móviles: el motor simplemente gira alrededor del eje, que está asegurado a la caída del bastidor., Los motores de eje engranado utilizan una serie de engranajes planetarios para reducir las RPM del motor y aumentar su salida de par. También encontrará kits de bicicletas eléctricas del mercado de accesorios que le permiten equipar una bicicleta estándar con un motor de tracción media o eje, y entre los kits del mercado de accesorios, hay unidades de fricción, que utilizan una rueda giratoria que hace contacto con el neumático trasero para crear propulsión.

Mediados de Unidades

Los motores de accionamiento medio se encuentran entre las bielas de una bicicleta eléctrica. Un motor eléctrico genera un par que hace girar un eje que está conectado a un plato. Por lo tanto, el motor complementa su potencia de pedaleo dentro de la transmisión por cadena de la bicicleta, en lugar de agregar una fuente de energía adicional. También hay un sistema de reducción de engranajes dentro del paquete del motor., Los motores de accionamiento medio de Bosch giran cientos de veces por minuto, mucho más rápido de lo que podría pedalear, por lo que el engranaje interno del motor reduce las RPM en el eje, optimizando así el rendimiento del sistema a una cadencia fácil de usar de 50 a 80 RPM, dice Weinert de Bosch. Todos, excepto los sistemas de tracción media de gama más baja, incluyen sensores de marcha que cortan la potencia del motor mientras cambias de marcha para evitar romper la cadena mientras la bicicleta no está en marcha.,

Accionamiento Directo de Motores Hub

Los motores de eje de transmisión directa son los motores de bicicleta eléctrica más simples. El eje del motor se convierte en el eje trasero. Debido a que el eje está fijo en su lugar, el motor (también conocido como el cubo) gira alrededor del eje, impulsándolo hacia adelante., Los motores de accionamiento directo tienden a ser más grandes en diámetro que los motores de eje engranado, dice Lemire-Elmore de Grin Technologies, porque los cubos más grandes significan un mayor apalancamiento y salidas de par más altas, que se necesitan para suministrar energía adecuada a RPM más bajas. Las bicicletas eléctricas de accionamiento directo también pueden generar energía eléctrica durante el frenado en un proceso llamado frenado regenerativo. «Los motores son perfectamente bidireccionales», dice Lemire-Elmore. «Pueden avanzar y retroceder con la misma eficiencia.,»Cuando aprietas los frenos, un interruptor de corte le dice al controlador del motor que se convierta en un generador, y la resistencia genera energía eléctrica. La energía recuperada del frenado regenerativo es mínima: el YouTuber Tom Stanton encontró un aumento promedio del rango de 3.5 por ciento con su sistema regenerativo, aunque las ganancias de energía aumentan en rutas montañosas, pero el beneficio principal es la potencia de frenado que ahorra en descensos largos, ya que la energía de frenado se absorbe electrónicamente en lugar de a través de la fricción.,

Orientado Motores Hub

Los motores con engranaje funcionan como motores de eje de accionamiento directo, excepto que dentro del eje, hay un motor eléctrico que gira a una velocidad mucho mayor. El eje de ese motor se conecta a una serie de engranajes planetarios que se conectan al cubo, girando el cubo a una velocidad más baja., Este método genera más par, pero menos velocidad máxima. Los motores de eje engranado tienden a ser más pequeños en diámetro que los motores de accionamiento directo porque no necesitan un motor tan grande para generar la misma cantidad de par en la rueda, pero los engranajes planetarios también hacen que los cubos sean más anchos. Los motores también incluyen una rueda libre: eso significa que no hay potencial para el frenado regenerativo, pero caerán libremente en lugar de crear una resistencia menor cuando no están bajo potencia, lo que hace que las bicicletas eléctricas equipadas con motorreductor se parezcan más a las bicicletas tradicionales.,

motores de fricción

Las bicicletas eléctricas impulsadas por fricción parecen arcaicas en comparación con las de los motores de cubo contemporáneos y los sistemas de tracción media, pero el diseño de bajo costo tiene méritos para los ciclistas que desean convertir una bicicleta tradicional con un mínimo esfuerzo. Un motor atornillado acciona una pequeña rueda que entra en contacto con el neumático, generalmente por debajo de las vainas o por encima de los soportes del asiento, aunque algunos kits se unen al soporte del freno de la horquilla. La rueda del motor hace girar el neumático, llevándote hacia adelante. La fricción significa un mayor desgaste de los neumáticos, pero la ventaja es que los kits son fácilmente intercambiables entre bicicletas., No encontrará accionamientos de fricción en las nuevas bicicletas eléctricas porque tienden a ser engorrosos y menos eficientes, pero los kits todo en uno como este de Alizeti se encuentran entre las formas más fáciles de electrificar una bicicleta estándar.

sistemas de bricolaje

Si estás técnicamente inclinado y no te importa ensuciarte las manos, puedes adaptar casi cualquier bicicleta con un motor de cubo o un sistema de transmisión intermedia. Elija el motor, el método de pedal assist y el tamaño de la batería para adaptarse a sus necesidades con los kits de bicicletas eléctricas del mercado de accesorios., El motor de buje con engranaje Bafang G310 es uno de los favoritos entre los fabricantes de bicicletas eléctricas, por ejemplo, y todo el kit de bricolaje cuesta entre $405 y 1 1,056, dependiendo de su selección de componentes (y sin incluir la batería). Para menos trabajo, Está la rueda Copenhagen, un motor de buje de transmisión directa y una llanta que se desliza directamente hacia los dropouts traseros.

Mid-Drive Motors vs Hub Motors

decidir entre una E-bike impulsada por hub o una E-bike de Mid-drive significa evaluar sus prioridades en una bicicleta. Con eso en mente, estos son los pros y los contras de cada diseño.,

Mid-Drive Pros y contras

en términos generales, los Mid-Drive suben colinas empinadas de manera más eficiente que las bicicletas eléctricas impulsadas por buje, ya que pueden usar la transmisión con engranajes existente de la bicicleta para aprovechar la mayor reducción de engranajes para escalar a baja velocidad, en lugar de complementarla como una fuente de energía adicional sin engranajes. (La desventaja de eficiencia ocurre cuando un motor de cubo no está girando a sus RPM óptimas: un potente motor de cubo engranado debe ser tan eficiente como un motor de accionamiento medio.) Su posición centrada en la bicicleta también crea un paseo más equilibrado., Eso, combinado con la ventaja de la escalada, las convierte en el motor de referencia para las bicicletas eléctricas de montaña. El cambio de neumáticos en bicicletas eléctricas de media tracción es más fácil porque no hay cableado entre el cuadro y el cubo, y eso permite a los usuarios ejecutar cualquier juego de ruedas.

La desventaja de agregar un motor de tracción media a una bicicleta impulsada por cadena es un mayor desgaste de la cadena., Los respetables fabricantes de bicicletas eléctricas no escatimarán en la calidad de la cadena, pero el par adicional significa que podría reemplazar las cadenas con más frecuencia. Los accionamientos medios también son más caros porque contienen más Componentes mecánicos y una mayor reducción de engranajes, lo que aumenta el costo.

Hub-Drive Pros y contras

debido a que los motores hub funcionan fuera de la transmisión de cadena de una bicicleta, no desgastan las cadenas y los engranajes como los mandos intermedios. También son más baratos porque se producen en masa en cantidades mucho mayores y no requieren que los fabricantes alteren un marco para adaptarse a un motor específico.,

Los motores Hub, especialmente los de accionamiento directo, no suben tan eficientemente como los de accionamiento medio. «Si navegas cuesta arriba a baja velocidad y el motor también gira a baja velocidad, estás convirtiendo gran parte de esa potencia en calor en lugar de movimiento hacia adelante», dice Weinert. La mayor potencia requerida por los motores de eje de accionamiento directo significa motores y baterías más grandes, lo que agrega peso., La distribución del peso tampoco está tan centrada, aunque el efecto en el manejo de la bicicleta depende del peso del motor. Por último, cambiar los neumáticos puede ser tedioso porque tendrá que desconectar los cables que alimentan y controlan el motor del cubo.

motores de eje de accionamiento directo vs motores de eje engranado

Si está considerando una bicicleta eléctrica impulsada por eje, averigüe si el motor está orientado o de accionamiento directo. Cada diseño tiene sus pros y sus contras.

en términos generales, Los motores engranados son mejores para aplicaciones de baja velocidad y alto par, y los motores de accionamiento directo son mejores para usos de alta velocidad., «puede ser la mitad del peso de un motor de accionamiento directo que tiene el mismo par», dice Lemire-Elmore, debido a las mayores RPM internas del motorreductor. Sin embargo, debido a que están orientados hacia abajo para el torque, los motorreductores luchan por alcanzar la misma velocidad máxima que los sistemas de accionamiento directo, que pueden manejar velocidades más altas y más potencia sin sobrecargarse. Los motorreductores tienen menos resistencia que los motores de transmisión directa, aunque la resistencia adicional a la costa de un motor de transmisión directa es mínima; es equivalente a agregar otro juego de neumáticos, dice Lemire-Elmore.,

Los motores de accionamiento directo tienden a ser más grandes y pesados porque requieren más material magnético para generar un par de baja velocidad, pero esa potencia añadida y simplicidad mecánica les ayuda a funcionar bien a velocidades más altas., También tienden a ser más silenciosos que los motorreductores, aunque los motorreductores más nuevos con engranajes de corte helicoidal (en lugar de engranajes de corte recto) también son casi inaudibles. Los accionamientos directos también pueden beneficiarse de un rango adicional modesto y un menor desgaste del freno debido al frenado regenerativo.

lo que significan las clasificaciones de potencia

intentar comparar las clasificaciones de potencia de la bicicleta eléctrica es una excelente manera de perder la cordura. Esto se debe a que la «potencia nominal», la métrica que usan algunos fabricantes, no es igual a la potencia real de un motor o a la potencia máxima potencial de salida., «La potencia de salida real de un motor depende completamente de la carga en una situación dada y de la potencia eléctrica máxima que el controlador permite que fluya hacia el motor», dice Lemire-Elmore. «Tiene poco o nada que ver con una calificación en cualquier lugar.»

la clasificación de potencia puede indicar cuánta potencia obtienes durante un período de tiempo específico, aunque no hay un estándar universal para la duración de la potencia máxima o nominal. «Podrían ser 10 o 30 segundos», dice Weinert. «Algunos motores citan una potencia máxima de 750 vatios, pero es posible que solo pueda obtenerla durante 1 a 2 segundos.,»

Aquí está cómo analizar la jerga del fabricante. «Poder» es una medida de la rapidez con la que se está haciendo el trabajo. El par, una métrica listada por algunos fabricantes, es una medición rotacional de la fuerza. Para determinar la potencia de un motor en vatios, debe saber qué tan rápido gira: el par multiplicado por la velocidad de rotación equivale a potencia. Por lo tanto, la potencia de salida de un motor alcanza un máximo en una cantidad específica de revoluciones por minuto, e incluso si supiera las RPM para la potencia máxima (buena suerte para obtener esa cifra), no estaría haciendo ese viaje medio matemático.,

Puede hacerse una idea de cuánta potencia máxima sentirá si un fabricante enumera el voltaje y el amperaje (continuo) de la batería de una bicicleta eléctrica del controlador del motor. Ese es un mejor indicador que la clasificación del motor porque las clasificaciones son arbitrarias, pero con respecto a la energía eléctrica, puede multiplicar voltios por amperios para obtener vatios. Por ejemplo, la Juiced Bikes CrossCurrent X tiene una potencia nominal de 750 vatios, también conocida como 1 caballo de fuerza. La batería está clasificada a 52 voltios y el controlador del motor entrega 20 amperios de corriente., Por lo tanto, 52V x 20A = 1,040 W, pero no vas a sentir 1,040 vatios porque los motores BLDC no son 100 por ciento eficientes. «Probablemente sea un 75 por ciento eficiente», dice Lemire-Elmore sobre el motor Bafang. Si el motor es 75 por ciento eficiente, las matemáticas dicen que sentirá un máximo de 780 vatios de potencia máxima, que es bastante cercano a la clasificación del motor de 750 vatios. En comparación, la Blix Bikes Vika Travel folding E-bike tiene un motor clasificado en 250 vatios (continuos), sin embargo, la batería está clasificada en 36 voltios y el controlador del motor enumera 18 amperios., Incluso si el motor pierde el 25 por ciento de la potencia de entrada a la ineficiencia, la potencia de salida máxima teórica debe ser de 486 vatios, que es casi el doble de la calificación de 250 vatios. De manera crucial, Blix señala que los 250 vatios de la bicicleta son continuos, mientras que Juiced Bikes no dice cuánto tiempo puede mantenerse su cifra de 750 vatios.

el esfuerzo de Torsión es menos subjetiva., Si un fabricante enumera el par máximo o sostenido de una bicicleta eléctrica en newton metros, opte por eso. Mejor aún, los porcentajes de soporte (como los de Bosch) le indican cuánta ayuda le está dando el motor en un nivel determinado de e-assist. De lo contrario, si te mueres por saber cuánta potencia puede producir tu bicicleta durante un período de tiempo prolongado, te recomendamos que contactes con el fabricante y le preguntes el significado de la potencia nominal de la bicicleta antes de comprarla.

qué más Buscar

hay algunas cosas más que debe saber sobre las bicicletas eléctricas que afectan su experiencia de conducción a largo plazo., Esto es lo que debes tener en cuenta.

Tipo de Sensor

Las bicicletas eléctricas utilizan sensores para determinar los niveles de asistencia al pedal en función de la entrada del ciclista. Hay sensores de velocidad, también conocidos como sensores de cadencia, que reparten e-assist en función de la cadencia de su pedaleo. Malmberg de Blix Bikes dice que los sensores son asequibles, de bajo mantenimiento y proporcionan una experiencia de conducción relajada que muchos ciclistas aprecian. «Si quieres ir más rápido, pedalea más rápido, no más difícil,» Malmberg, dice. Por lo tanto, acelerar es tan simple como aumentar su cadencia, sin importar cuánto esfuerzo esté poniendo., Los sensores de velocidad son comunes en las bicicletas eléctricas impulsadas por hub.

Los sensores de Torque, por el contrario, determinan la cantidad adecuada de torque del motor midiendo cuánto torque está aplicando a los pedales. Para ir más rápido, debes pedalear más fuerte. La experiencia es más similar a montar una bicicleta tradicional. Los sensores de par son populares en las bicicletas de media tracción, especialmente las bicicletas eléctricas de montaña, porque ofrecen a los ciclistas más control sobre la aplicación de E-assist: no quieres toneladas de potencia al mismo tiempo cuando negocias una sección difícil del sendero.,

para acelerar o no

algunas bicicletas eléctricas vienen con aceleradores que permiten a los ciclistas acceder al e-assist de la bicicleta sin pedalear. Los aceleradores son una cuestión de preferencia del piloto, aunque se vuelven especialmente útiles en bicicletas con eje de transmisión si su tren motriz se rompe a mitad de trayecto. También son una cuestión de legalidad: Algunos estados definen las bicicletas eléctricas por clases. Una bicicleta eléctrica de clase 1 solo tiene pedal-assist y alcanza las cotas a 20 mph, una bicicleta eléctrica de clase 2 tiene pedal-assist y un acelerador y alcanza las cotas a 20 mph, y una bicicleta eléctrica de clase 3 tiene pedal-assist que puede alcanzar las cotas a 28 mph., Si las bicicletas eléctricas de clase 3 pueden tener aceleradores depende de a quién le preguntes: La Pace 500 de Aventon tiene asistencia de acelerador de hasta 20 mph y asistencia de pedal de hasta 28 mph. En otras palabras, verifique sus leyes locales antes de comprar una bicicleta eléctrica con un acelerador (o una con e-assist que exceda las 20 mph).