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Artigo: Especialista em e-bikes revela tudo sobre as magrinhas elétricas [ PARTE II ]



O especialista Patrick Derycke opina que as e-bikes vão conquistar um lugar expressivo na mobilidade futura.


  

Data:

28/01/2014

Fonte:

Patrick Derycke + Revista Bicicleta | 16/01/2013

Fonte da imagem:

Divulgação

TAGs:

samuel casal, derycke, revista, bicicleta, e-bike, elétrica, tecnologia, legislação

Editoria:

Bicicleta


Atualização: 28/01/2014



 

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Uma bicicleta elétrica não é igual à outra e cada país considera o fenômeno de uma forma diferente*
[Continuação...]

A bateria

Este é um componente de suprema importância na bicicleta elétrica. Ela é o componente mais caro, mais complexo, menos entendido pelo público e até por técnicos e o que está mais em evolução tecnológica. Seria por isso que poucas especificações são dadas pelos fornecedores?

A capacidade das baterias se expressa em Ah com uma certa tensão. Por exemplo, 10 Ah com 36 V, dá uma capacidade de 360 Wh, sabendo que A(h) x V = W(h). Na prática interfere ainda o tipo de uso, a idade de bateria e uma série de outros fatores. Com 360 Wh alcançam-se, em condições boas, uns 35 km de autonomia, andando a 25 km/h, sem apoio do ciclista. Aumentar a velocidade reduz exponencialmente a autonomia.

Para a longevidade da bateria, item caro, entram em jogo vários aspectos. Primeiro, tem o número de recargas, ou seja, ciclos de descarga-recarga e também a profundidade das descargas. No total final, poder-se-á andar mais quilômetros caso se recarregue sempre que puder, já que descargas profundas afetam mais a bateria, ainda mais se for bateria do tipo selada. Segundo, baterias envelhecem. Uma bateria de um ano, mesmo não usada, vai perdendo da sua capacidade. Terceiro, a intensidade de uso em termos de corrente demandada a bateria. Controladores que permitem uma amperagem mais alta com arranques fortes no acelerador vão envelhecer mais a bateria. Quarto, o cuidado ao guardar a bateria. Existe uma porcentagem de carga que é ideal para se guardar, e deve-se evitar guardá-la vazia e prestar atenção ao descarregamento gradativo natural que acontece ao manter a bateria parada. Recarregar periodicamente é obrigatório. Quinto, há variações de temperatura, vibrações fortes, a qualidade do carregador [que tem que seguir vários estágios de carregar] e outros fatores.

Sobre tipos de baterias

Os tipos mais comuns são as seladas, NiMh, Li-Ion e LifePo4. As seladas são de chumbo ácido, e se você lê as palavras bateria de gel, VRLA ou então GMA, trata-se de uma bateria selada. Esta é a bateria mais usada no Brasil e na China, mas em franco retrocesso. As células básicas de 12 V, a serem combinadas em série para se obter a voltagem desejada, têm aparência de uma bateria de moto, mas são diferentes, já que servem para ser descarregadas sem recarga durante um trajeto todo, até o momento da próxima recarga. São mais volumosas e mais pesadas, por exemplo 10 kg no caso de 36 V 10Ah, motivo pelo qual descaracterizam um pouco o aspecto da bike. São as mais baratas. Requerem um cuidado maior, sem o qual a vida útil é encurtada. São boas para 300 ciclos, tipicamente. Por sofrer do efeito Peukert, a capacidade realmente utilizável chega a ser dezenas de por cento inferior à nominal, ainda mais na medida que é exigida uma corrente alta dela.

As baterias Li-ion, de íons de lítio, quase que as únicas em uso hoje na Europa, vem em grande variedade de formatos e de composição química, como as de Cobalto (LiCoO2), Manganês (LMO ou LiMn2O4), NCM (LiNiMnCoO2) e Fosfato (LFP ou LiFePO4), que têm todas características diferentes. Mas, generalizando, o peso chega a ser um terço só, por exemplo, 3.2 kg por 36 V10Ah. Elas são mais práticas, mais simples de gerenciar e aguentam mais ciclos de vida, entre 500 e 1000, e até 2000, para os LFP.

Consistem em células em série e em paralelo, por exemplo, uma bateria LMO tem 40 células, de 3.8 V por célula. Isso requer um sistema de controle das células individuais, o que é feito por um processador, o Battery Management System, que é parte integrante da bateria e que oferece, entre outros, proteção contra recarregamento desequilibrado.

A qualidade varia muito mesmo e geralmente paga-se mais por células Panasonic e Samsung, mesmo ao se integrar em um pack feito na China.

Os formatos também variam bastante. O formato cilíndrico é muito usado para montagem dentro do triângulo do quadro, proporcionando uma ótima distribuição à bicicleta elétrica. O tipo Frog é montado em baixo do banco, no canote. Outro formato é a montagem na garupa, passível de instalação em muitos modelos de bike.

O controlador

O controlador, por vezes chamado de módulo, é o cérebro da bicicleta elétrica. É um processador que integra os sinais dos todos os componentes e passa o comando ao motor. Ele também protege a bateria cortando, quando a voltagem começa a ficar baixa, o que acontece numa bateria vazia demais. Ele também limita a corrente (amperes) puxada da bateria. O nível de corte de amperes é uma característica própria de cada controlador. É um exercício de equilíbrio configurar o sistema certo de modo que a bateria não sofra demais com altas correntes e que mesmo assim o motor permaneça vivo o suficiente. Uma amperagem maior permite mais arranque ao motor, mas não aumenta a velocidade máxima. Controladores também roubam um pouco de energia, por isso eles têm uma % de eficiência. Controladores podem também incorporar o limite absoluto de velocidade em conjunto com o motor e o comando.

Os comandos

Entre os comandos, distinguimos primeiro o automático, com base em sensores que detectam a atividade e/ou a força no pedal. São essas as bicicletas elétricas chamadas PEDELEC, PEDALEC ou ainda pedal assistido. Na grande maioria têm um sensor simples PAS (Pedal Assist Sensor) situado no eixo do pedais que passa o sinal para o controlador ativar o motor quando o pedal gira. Geralmente tem um controle LED ou LCD no guidão que permite escolher o nível de assistência. Mais sofisticados são sensores que medem a força com a qual se pisa no pedal, oferecendo um grau de ergonomia maior, mas esses são mais caros, mais frágeis e mais raros.

Segundo, tem o comando manual colocado no guidão e que é chamado de acelerador e pode ser de punho, como em motos, ou de alavanca pequena para o polegar. Possibilita usar a estrutura da bicicleta para uso como mini-moto, sem pedalar. É proibido em muitos países em função dessa transformação do uso da bicicleta.

Existe a combinação dos dois princípios de comandos que é chamado de híbrido.

Outros elementos

Manetes de freio que cortam a ação do motor na hora de frear são essenciais principalmente nos Pedelecs.

Cabos e conectores variam conforme facilidade de instalação, qualidade do contato, resistência à água, estarem embutidos no quadro...

Além da bicicleta elétrica montada na fábrica, há os kits de conversão que podem ser usados em bicicleta tradicional e que contêm os componentes descritos acima. O motor geralmente já vem enraiado no aro. Na Bike Expo, que ocorreu em julho, São Paulo, foi lançada como novidade uma roda de frente que contém em si só o motor, a bateria e o controlador. Esta roda deve substituir a tradicional e só necessita um display wireless no guidão para completar a instalação.

* O artigo analisa várias formas de bicicletas elétricas, do ponto de vista técnico. O autor, Patrick Derycke, publicará em breve um artigo sobre a nova legislação nacional, referente às bicicletas elétricas, promulgada em novembro de 2013.

** Patrick Derycke é articulista do MObfloripa e da Revista Bicicleta. É especialista em bibicletas elétricas e diretor da FITZZ E-BIKES, em Florianópolis.



Confira a matéria do especial Bicicleta Elétrica, da Revista Bicicleta.