Una Pedelec (de ped al e ctric cycle ) o EPAC ( electronically power assisted cycle ), es un tipo de bicicleta eléctrica de baja potencia donde el pedaleo del ciclista es asistido por un pequeño motor eléctrico . Sin embargo, a diferencia de otros tipos de bicicletas eléctricas, las autoridades viales clasifican a las pedelecs como bicicletas convencionales en muchos países en lugar de como un tipo de ciclomotor eléctrico. Las pedelecs tienen un controlador electrónico que corta la energía al motor cuando el ciclista no está pedaleando o cuando se alcanza una cierta velocidad, generalmente 25 km/h (16 mph) o 32 km/h (20 mph). Las pedelecs son útiles para personas que viajan en áreas montañosas o con fuertes vientos en contra . Si bien una pedelec puede ser cualquier tipo de bicicleta , una bicicleta urbana pedelec es muy común. Una bicicleta convencional se puede convertir en una pedelec con la adición de las piezas necesarias, por ejemplo, motor, batería, etc.
Muchas jurisdicciones clasifican las pedelecs como bicicletas, en lugar de ciclomotores o motocicletas. Las bicicletas eléctricas más potentes , como las S-Pedelecs y las bicicletas eléctricas con motor a demanda (aquellas cuyos motores pueden proporcionar asistencia independientemente de si el ciclista está pedaleando) a menudo se clasifican como ciclomotores o incluso motocicletas, y el ciclista está sujeto a las regulaciones de dichos vehículos de motor, por ejemplo, tener una licencia y un registro del vehículo, usar casco, etc.
En 1989, Michael Kutter, fundador de Dolphin E-bikes, diseñó y produjo el primer prototipo de bicicleta eléctrica. [1] Los primeros modelos de este tipo listos para el mercado estuvieron disponibles en 1992 a través de la empresa suiza Velocity bajo el nombre de Dolphin.
En 1994, Yamaha produjo cantidades mayores bajo el nombre de Power Assist.
En 1995, el primer Flyer fue fundado por la start-up suiza BKTech AG y lanzado al mercado en pequeñas series a través del comercio electrónico (como parte integral de la start-up). [2]
En 2012, [update]en Alemania había unas 600.000 bicicletas eléctricas en circulación. [3] El crecimiento ha sido espectacular: el año anterior, se vendieron entre 310.000 y 340.000 bicicletas eléctricas en Alemania, lo que a su vez fue un 55% más que en 2010. [4] De hecho, en Alemania las ventas han aumentado más de un 30% cada año desde 2008. [5] [ ¿ Período de tiempo? ] En comparación, en 2011 había alrededor de 70 millones de bicicletas convencionales en Alemania según ZIV, la Asociación Alemana de la Industria de la Bicicleta. [5]
En Alemania, aproximadamente el 95% de las bicicletas eléctricas son, de hecho, pedelecs. [ cita requerida ]
ADAC , el club automovilístico alemán, probó una gran cantidad de pedelecs en 2013, donde aproximadamente el 56% de las pedelecs no pasaron la prueba con una puntuación inferior a la razonable debido a una seguridad y durabilidad insatisfactorias. [6]
Sólo el mercado chino de bicicletas eléctricas y bicis eléctricas es mayor que el europeo. Según la Oficina Nacional de Estadística de China, hay más de 100 millones de bicicletas eléctricas en circulación. La producción anual en las fábricas chinas ha aumentado de 58.000 en 1998 a 33 millones en 2011. En China no se conoce una clasificación de las bicicletas eléctricas separada de las bicicletas eléctricas.
Para que sea realmente útil, es importante que una bicicleta eléctrica esté legalmente clasificada como una bicicleta en cada país o jurisdicción, en lugar de estar clasificada como un ciclomotor o una motocicleta. De lo contrario, si una bicicleta eléctrica está clasificada como un ciclomotor o una motocicleta, es posible que no se permita su circulación en carriles bici o en ciclovías ; es posible que la bicicleta eléctrica deba estar registrada ; el conductor puede tener que usar un casco de motocicleta ; y/o puede ser necesario pagar un seguro del vehículo .
En la Unión Europea, una bicicleta eléctrica no necesita registro, seguro ni matrícula si cumple estas normas:
Si no se sigue alguna de estas reglas, el vehículo se clasifica como bicicleta eléctrica o S-Pedelec , que requieren matrícula y seguro, o como motocicleta , que también requiere licencia de conducir. [7]
Según la legislación austriaca, no existe ninguna diferencia entre los tipos de bicicletas eléctricas, como las que funcionan exclusivamente con electricidad sin pedales (véase más adelante, letra d) o las que funcionan con energía híbrida (véase más adelante, letra b), o las que funcionan con energía solo cuando se pedalea ( pedelec [8] pero no: S-Pedelec [9] ) o las que no necesitan pedalear (comúnmente conocidas en Austria como e-bike [8] ).
Para ser vehículos eléctricos que no están clasificados como vehículos de motor , sino como Fahrrad (=bicicleta), de acuerdo con el § 2 párrafo 1 número 22 letras b y d de la Ley de Tráfico por Carretera de 1960 (StVO 1960) [10] en relación con el § 1 párrafo 2a de la Ley de Vehículos de Motor de 1967 (KFG 1967) [11] se pueden distinguir dos tipos de bicicletas eléctricas:
El § 1 apartado 2a de la KFG 1967 antes mencionada define lo siguiente:
En el caso de las bicicletas normales (solo con motor eléctrico), las disposiciones del reglamento de bicicletas para su control son las mismas que para las bicicletas con motor eléctrico, según la ley StVO, etc. El uso obligatorio del carril bici con bicicletas está sujeto a las disposiciones de responsabilidad del producto para su comercialización (comercial).
Si se superan los criterios anteriores, la bicicleta eléctrica (tanto si se trata de una S-Pedelec como de cualquier otra bicicleta eléctrica) se considera un vehículo de motor según la KFG de 1967 y no una "Fahrrad" según la StVO de 1960 y solo se puede conducir como ciclomotor con las consecuencias correspondientes. Debe estar suscrito un seguro de responsabilidad civil, llevar casco y un permiso de conducir de la clase correspondiente L1-eB (clasificación de vehículo "ciclomotor de dos ruedas" en el Reglamento (UE) n.º 168/2013). Además, debe estar equipada como un ciclomotor con una velocidad máxima de diseño del vehículo igual o inferior a 45 km/h. Para ello, el comprador debe asegurarse de recibir un COC (certificado de conformidad) del distribuidor además del contrato de compra. Solo con estos documentos se puede registrar la bicicleta eléctrica rápida. [8] [9]
El resto de bicicletas eléctricas descritas anteriormente no se pueden adquirir en Austria.
Las auténticas Pedelecs no necesitan ningún otro requisito previo que el que necesita una bicicleta.
Sin embargo, cualquier Pedelec en el que la asistencia eléctrica se activa simplemente girando las ruedas en lugar del movimiento del pedal (un gran número de versiones baratas o, notoriamente, con asistencia en el buje delantero), debe tener una matrícula para un scooter / motocicleta pequeña (las llamadas snorfiets o bromfiets), una licencia de conducir válida y un seguro.
En caso de que la asistencia eléctrica se detenga a una velocidad de hasta 25 km/h, los conductores no están obligados a llevar casco de motocicleta, sin embargo, este límite de velocidad no se debe superar incluso mientras se pedalea únicamente. [ cita requerida ] No existe límite de velocidad por ley para los vehículos propulsados por humanos, incluidas las pedelecs sin asistencia a una velocidad > 25 km/h. Las bicicletas eléctricas, por ejemplo Specialized Turbo, sin limitación de velocidad de 25 km/h para la asistencia eléctrica se consideran motocicletas pequeñas y, además de la matrícula (amarilla con letras negras), el permiso de conducir y el seguro, se debe llevar un "casco de motocicleta" en todo momento desde principios de 2017 en adelante.
En las ciclovías se puede ver una gran flota de bicicletas eléctricas y pedelecs sin el control de potencia necesario vinculado al esfuerzo de pedaleo y sin ningún registro adecuado. Además, muchos usuarios encontraron formas muy sencillas de modificar sus pedelecs para burlar el sensor de pedaleo, lo que hace que sus pedelecs sin un registro vehicular adecuado sean ilegales.
Las bicicletas eléctricas y todo tipo de asistencia mecánica se consideran "vehículos de motor" y están clasificadas como motocicletas, lo que hace imposible su registro legal. El Departamento de Transporte de Hong Kong está realizando actualmente una revisión y se espera que el primer informe esté listo a mediados de 2020. [12] [13]
Las bicicletas eléctricas están permitidas siempre que se use casco, la potencia del motor está limitada a 200 W y el motor se detiene a los 25 km/h. [14]
Los vehículos eléctricos con un motor con una potencia inferior a 250 W y una velocidad máxima de 25 km/h o inferior no necesitan registrarse conforme a las Normas centrales sobre vehículos motorizados y pueden circular libremente sin necesidad de licencia o documentación. [15]
Las bicicletas asistidas eléctricamente se consideran bicicletas impulsadas por el hombre, mientras que las bicicletas capaces de propulsarse únicamente con energía eléctrica enfrentan requisitos de registro y reglamentación adicionales como ciclomotores. Los requisitos incluyen la generación de energía eléctrica por un motor que no se pueda modificar fácilmente, junto con un mecanismo de asistencia eléctrica que funcione de manera segura y sin problemas. En diciembre de 2008, la relación de asistencia se actualizó de la siguiente manera: [16]
En octubre de 2017, solo para el caso especial de la bicicleta de 3 ruedas que arrastra un carrito con un dispositivo para ser arrastrado, la relación se actualizó de la siguiente manera:
(Ver Ciclomotor )
A partir del 30 de mayo de 2012, Australia cuenta con una nueva categoría de bicicleta eléctrica que utiliza el modelo europeo de "Pedelec" según la norma EN15194. Esto significa que la bicicleta puede tener un motor de 250 vatios de potencia nominal continua que debe activarse únicamente al pedalear (si se circula a más de 6 km/h) y debe detenerse a más de 25 km/h. El estado de Victoria es el primero en modificar sus normas de tránsito locales para adaptarse a esta nueva norma a partir del 18 de septiembre de 2012. [17]
Las pedelecs se diferencian de una bicicleta convencional por un motor eléctrico adicional , una batería, un sistema de control electrónico del motor y un sensor para detectar el movimiento de las bielas. La mayoría de los modelos también están equipados con un indicador de carga de la batería y un ajuste de la potencia del motor, ya sea de forma continua o dividida en niveles de asistencia.
Además del motor, la batería es el componente principal de la tecnología de las bicicletas eléctricas. Normalmente se trata de una batería de NiMH ( Ni -MH ) o de iones de litio . La capacidad de la batería es de hasta 24 Ah a 24 o 36 V o de hasta 15 amperios hora a 48 V. La energía almacenada puede ser de hasta unos 800 vatios hora n (Wh), pero en la mayoría de los casos unos 400 Wh (2013). En condiciones ideales, después de mil cargas, las baterías de NiCd tienen el 85% de su capacidad original y, por lo tanto, se consideran gastadas. Con las baterías de NiMH son posibles entre 400 y 800 ciclos. El tiempo de carga, dependiendo del tipo de batería, es de alrededor de 2 a 9 horas. La durabilidad de la batería depende de otros factores. A medida que las baterías de plomo-ácido se descargan, proporcionan menos potencia , por lo que ya no se alcanza la potencia total del motor. La mayoría de los fabricantes utilizan actualmente baterías de iones de litio , más ligeras y caras , que tienen una autonomía de hasta 100 kilómetros con un pedaleo moderado y una capacidad media de la batería (p. ej., 15 Ah). Las baterías de litio no toleran las heladas y no deben cargarse a temperaturas gélidas. Por razones de seguridad, la composición química y la calidad de la electrónica son decisivas. Las baterías de iones de litio reaccionan de forma muy fuerte, sobre todo en caso de cortocircuito y sobretensión. Estos problemas en los ordenadores portátiles han dado lugar a retiradas de productos del mercado. Las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) son una notable excepción. Tienen características térmicas mucho más seguras y, además, no son tóxicas.
Al evaluar las baterías de Pedelec, es útil tener en cuenta no solo la capacidad, sino también criterios como la durabilidad, el efecto memoria, el tiempo de carga, el peso, la seguridad y la protección del medio ambiente.
Los fabricantes que equipan sus bicicletas eléctricas con baterías de NiCd suelen entregarlas con un adaptador de CA que descarga la batería por completo antes del proceso de carga propiamente dicho para reducir el efecto memoria . Las baterías de NiMH tienen un efecto memoria mucho menor. En el caso de las baterías de iones de litio, no existe efecto memoria.
Una batería de fosfato de hierro y litio tiene una vida útil mucho más larga que una batería de iones de litio. Su uso reduce significativamente los costes operativos derivados del desgaste de la batería. En 2013, todavía no están disponibles de serie en la mayoría de los modelos de pedelec, pero algunos pedelecs (por ejemplo, Beyond Oil) han comenzado a instalar baterías LFP de serie.
Para conmutar o controlar el motor existen varias posibilidades:
Además se mide la velocidad del vehículo en la rueda, en particular, por ejemplo, para accionar el motor a 25 km/h.
La medición se puede procesar posteriormente de forma mecánica o electrónica y se utiliza para controlar el encendido y apagado del motor o para regular una función de control de forma continua.
La potencia suministrada se calcula en función de los datos de los sensores (sensor de fuerza, velocidad del cigüeñal, velocidad de avance) y se calcula en función del nivel de asistencia seleccionado por el controlador del motor. Los denominados niveles de asistencia, es decir, la cantidad de asistencia que recibe el motor además del rendimiento del conductor, se encuentran en el accionamiento horizontal entre el 500 y el 400 por ciento.
Cuando los motores se utilizan de forma habitual, sobre todo en subidas, pueden calentarse considerablemente. Algunos motores tienen un sensor de temperatura en el bobinado del motor, que si alcanza una determinada temperatura, puede reducir la potencia del motor. Lo ideal es que la electrónica desconecte la batería cuando se alcanza una tensión de descarga predeterminada para evitar una descarga total y garantizar un suministro suficiente para el funcionamiento del sistema de iluminación. Esto puede hacerse mediante la electrónica de la batería .
Cuando se utiliza un sensor de fuerza, el motor automáticamente proporciona un porcentaje determinado del servicio al conductor. En muchos modelos, esta proporción se puede configurar en varias etapas. También hay modelos en los que el nivel de asistencia se puede configurar solo en el concesionario al cliente.
En la versión con sensor de velocidad, el motor se calcula automáticamente mediante una función que determina un porcentaje de la fuerza aplicada por el propio motor. Como la fuerza necesaria aumenta considerablemente con la velocidad, en algunos modelos sin sensor de fuerza se puede calcular.
El deslizamiento o tracción puede ayudar a maximizar la regulación para apoyar un motor sin pedalear hasta 6 km/h. El cambio de marchas tiene la ventaja de que puedes dejar que la bicicleta avance con la ayuda del motor sin pedalear o impulsarte tú mismo (por ejemplo, cuando se transporta una carga pesada, o cuando se sube la rueda solo por una cuesta). En algunos modelos, los 6 km/h permitidos solo se pueden alcanzar en la marcha más alta, ya que las demás marchas hacen que la rueda avance más lentamente. En cualquier caso, permite un arranque más rápido (y más controlado físicamente) desde parado hasta cambios "verdes" con luz .
La electrónica de potencia, dependiendo del tipo de motor, consta de un controlador de motor DC con modulación por ancho de pulso o de un convertidor DC-AC regulado.
Las pedelecs utilizan casi exclusivamente motores de corriente continua, empleando motores sin conmutador y motores de disco con escobillas , que son adecuados para accionamiento directo, y motores con escobillas con engranajes.
El uso de motores de inducción de corriente alterna libres de mantenimiento en pedelecs es la excepción.
Un motor de cubo con rotor directo puede contar con un freno regenerativo , por lo que puede utilizarse como freno que convierte parte de la energía cinética en carga de batería. Además de cargar la batería al frenar, esto supone un menor desgaste del freno tradicional, lo que reduce los ruidos al frenar.
Las bicicletas eléctricas se dividen en muchas categorías según sus usos, como bicicletas eléctricas urbanas, bicicletas eléctricas plegables, bicicletas eléctricas con neumáticos anchos, bicicletas eléctricas de montaña, etc. [18]
Véase en general los puntos de partida del accionamiento eléctrico. En el caso de las Pedelec, en concreto, el tipo de control del accionamiento mediante el pedaleo (véase más arriba), que puede estar integrado en el accionamiento.
La posición del motor tiene un impacto significativo en el manejo de la bicicleta eléctrica. Las siguientes combinaciones de posición del actuador y del motor han dado buenos resultados:
En general, la autonomía con apoyo del motor oscila entre 7 km en subida constante y hasta 70 km. Con una potencia media, es de unos 20 a 50 km. En algunos modelos, por defecto, se encuentran dos baterías sucesivas conmutables alojadas en bolsas de equipaje; aquí se indica la autonomía con una potencia media de 100 km.
Una batería convencional (36 V / 7 Ah) (1,9 a 5,1 kg de masa en una pedelec [19] ) tiene un contenido energético de alrededor de 250 Wh (1 kg de gasolina tiene alrededor de 11.500 Wh). La conversión de energía eléctrica en trabajo mecánico se realiza con cierta pérdida de energía debido a la generación de calor. Normalmente, las pérdidas incurridas son de alrededor del 25 por ciento, dependiendo de la eficiencia del motor y del controlador del motor. Por lo tanto, se puede calcular que una pedelec con un conductor de 70 kg (masa total de ≈100 kg) recorre unos 5,6 kilómetros en una pendiente del 10% a 25 km/h solo con la energía de la batería (suponiendo un área frontal = 0,4 metros cuadrados, un coeficiente de arrastre = 0,7, una altitud = 100 m, una velocidad del viento = 10 km/h (2,8 m/s) y un coeficiente de resistencia a la rodadura = 0,007 [20] [21] ). Dependiendo de la asistencia del ciclista (que es necesaria en una Pedelec), es posible una autonomía proporcionalmente mayor.
Los problemas de seguridad son un problema en las zonas relativamente planas, pero son más pronunciados en las colinas. Las zonas montañosas ofrecen condiciones cambiantes, lo que plantea la posibilidad de encontrar situaciones más críticas y, por lo tanto, pueden ocurrir más accidentes. Los automóviles pueden necesitar adelantar a las bicicletas eléctricas a velocidades más altas que las que adelantarían a las bicicletas normales, y esto puede dar lugar a más accidentes con graves consecuencias tanto para los ciclistas como para los conductores. Para los conductores y los peatones, puede ser difícil estimar la velocidad a la que se mueve un ciclista. Además, una persona mayor en una bicicleta eléctrica puede ir mucho más rápido de lo que era posible antes. También pueden surgir situaciones de riesgo en las salidas y los cruces. Para ilustrar las consecuencias de estas situaciones críticas, la Investigación de Accidentes de Aseguradoras Alemana (UDV) ha llevado a cabo un proyecto de investigación con pruebas en carretera, pruebas de rendimiento y pruebas de choque para bicicletas eléctricas. [22] [23] [24]
Por otra parte, muchos usuarios de bicicletas eléctricas (y de bicicletas eléctricas) afirman que pueden conducir de forma más defensiva con la ayuda del motor eléctrico auxiliar; a diferencia de los ciclistas tradicionales, que tienden a ser reacios a frenar, ya que esto implica un esfuerzo para acelerar de nuevo, un ciclista de bicicleta eléctrica puede frenar y luego acelerar de nuevo a una velocidad normal con mucho menos esfuerzo. Las estadísticas de accidentes de Baviera para el primer semestre de 2012 enumeran 6.186 accidentes con bicicletas, de los cuales 76 son bicicletas eléctricas, y señalan que el riesgo de accidente de las bicicletas eléctricas no es mayor que el de otras bicicletas. [25]
El uso de S-Pedelecs conlleva un riesgo adicional. No solo alcanzan una velocidad media más alta, sino también una velocidad máxima más alta (normalmente 45 km/h) y también pueden esperar un mayor kilometraje anual .
Die angegebene Spanne des durchschnittlichen Verkaufspreises schließt auch die vernachlässigbar wenigen ausschließlich elektrisch angetriebenen Räder mit ein.[El intervalo dado de precios de venta medios incluye las insignificantes bicicletas con propulsión exclusivamente eléctrica.]
